Chemizm opadów i roztworów glebowych

Pomiary chemizmu wód opadowych na otwartej przestrzeni

Do pobierania próbek wody z opadów atmosferycznych wykorzystywane są kolektory na otwartej przestrzeni (ponad okapem drzewostanu) zlokalizowane w 12 punktach pomiaru zanieczyszczeń gazowych powietrza. Kolektory (po 3) wystawione są na wysokości około 2 m nad powierzchnią gruntu. Opad atmosferyczny w okresie zimowym zbierany jest do otwartych pojemników plastikowych o pojemności 10 litrów i średnicy 25 cm. W okresie letnim eksponowane są kolektory plastikowe o pojemności 3 litrów, wyposażone w lejek i sitko o średnicy 15 cm.

Kolektory do pobierania wody z opadów atmosferycznych w okresie zimowym na otwartej przestrzeni (Nadleśnictwo Piwniczna)

Pomiary chemizmu wód opadowych pod okapem drzewostanu

Badania opadów podkoronowych prowadzi się na ogrodzonej części 12 stałych powierzchni obserwacyjnych MI (o wymiarach około 50 m x 50 m). Zainstalowano tam pojemniki do zbierania próbek opadów podkoronowych oraz na 2 powierzchniach z drzewostanem bukowym (Nadleśnictwa Gdańsk i Bircza) założono kołnierze do zbierania wód spływających po pniach drzew. Pojemniki do zbierania opadów podkoronowych ustawiono na jednej z przekątnych ogrodzonej części powierzchni, w 25 równomiernie rozmieszczonych punktach (rycina), na wysokości 1 m nad terenem. Pojedynczy pojemnik składa się z 1-litrowej polietylenowej butelki (osłoniętej folią aluminiową) i lejka. W okresach, gdy w opadach przeważają opady śniegu, pojemniki te wymieniane są na plastikowe wiaderka wyłożone torbami foliowymi. Opady podkoronowe pobiera się w cyklach miesięcznych. W okresie letnim analizy chemiczne wykonywane są dla próbek wody łączonych z 5 kolektorów, a w okresie zimowym (opady śniegu) dla odzielnie próbek z 6 pojedynczych chwytników (wiader na śnieg).

Ze względu na duży udział wody spływającej po pniach buka w ogólnym opadzie, do programu monitoringu depozytów podkoronowych włączone zostały pomiary spływu po pniu na powierzchniach z drzewostanem bukowym w Nadleśnictwach Bircza i Gdańsk. Na każdej z tych powierzchni wytypowano po 6 drzew, na których zainstalowano opaski silikonowe, odprowadzające wodę do kolektorów o pojemności 90-170 litrów, umiejscowionych w gruncie, w bezpośrednim sąsiedztwie drzew. Wytypowane drzewa reprezentują drzewostan pod względem pierśnicowego pola przekroju, co umożliwia oszacowanie depozytu dopływającego do dna lasu ze spływem po pniach.

Rozmieszczenie aparatury do poboru prób wody opadowej i roztworów glebowych na SPO MI

Monitoring chemizmu roztworów glebowych

Na przekątnej SPO MI prostopadłej do przekątnej z pojemnikami na opady podkoronowe, w równych odstępach w 10 miejscach zainstalowano po 2 lizymetry – po jednym na głębokości 25 cm i 50 cm. Zastosowano lizymetry teflonowe (firmy PRENART) połączone z 1-litrowymi szklanymi butlami za pomocą rurek polietylenowych (fotografia). Butle gromadzące wodę z lizymetrów zamknięto w koszach z tworzywa, zakopanych równo z powierzchnią gleby (10 koszy po 2 butle).

Aparatura do poboru próbek roztworów glebowych

W butlach 2 razy w miesiącu (przed upływem połowy i pod koniec każdego miesiąca), co najmniej na trzy doby przed pobraniem próbek wykonuje się podciśnienie o wartości ok. 700 mBarów (ok. 0,7 atm). Próbki roztworów glebowych pobiera się z reguły ostatniego dnia danego miesiąca i niezwłocznie przesyła do laboratorium IBL. Próbki z poszczególnych lizymetrów są łączone po 5, co oznacza, że z każdej głębokości otrzymuje się po 2 próbki łączone i razem 4 próbki roztworów glebowych dla powierzchni. Pozyskanie próbek następuje w okresie, kiedy gleba na głębokościach 25 cm i 50 cm nie jest zamarznięta, co oznacza, że na poszczególnych powierzchniach, jak i głębokościach okres pobierania próbek może się różnić i wynosić od 9 do 12 miesięcy.

Analizy chemiczne próbek wody zebrane na SPO MI

Próbki wody po dostarczeniu do laboratorium i określeniu ich objętości poddawane są analizom chemicznym w celu określenia następujących parametrów:

pH – metodą potencjometryczną wg PN-C-04642-7:1999;
zasadowości w próbkach o pH ≥ 5 – metodą miareczkowania potencjometrycznego;
przewodności elektrycznej właściwej metodą konduktometryczną wg PN-EN-27888:1999;
stężenia rozpuszczonego węgla organicznego (RWO) – metodą spektrofotometrii
w podczerwieni wg PN-EN 1484:1999;
stężenia azotu związanego (TNb) – metodą chemiluminescencji/elektrochemiczną
wg PN-EN 12260:2004;
koncentracji anionów Cl^–, NO^3-, SO₄^2- oraz PO₄^3- – metodą chromatografii jonowej (IC) wg PN-EN ISO 10304-1:2009;
koncentracji kationu NH₄⁺ – metodą chromatografii jonowej (IC) wg PN-EN ISO 14911:2002;
koncentracji Ca, Mg, Na, K, Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Cd oraz Pb [mg*l^-1] – metodą emisyjnej spektrometrii atomowej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej ICP-OES wg PN-EN ISO 11885:2009.

Procedury wykonywania analiz próbek wody w laboratorium IBL przedstawia poniższy schemat.

Obieg próbek wody w Laboratorium Chemii Środowiska Przyrodniczego IBL