LLU Vides monitoringa pārskats par 2014. gadu

Lauksaimniecība, tāpat kā jebkura cita cilvēka saimnieciskā darbība, atstāj būtisku ietekmi uz vidi, it sevišķi ūdens vides stāvokli. Uzskata, ka augu barības elementu izskalošanās dod ap 50% no kopējā slāpekļa un līdz 30 % fosfora savienojumu piesārņojuma, kurš nonāk Baltijas jūrā, izraisot jūras eitrofikāciju, skābekļa režīma pasliktināšanos, bioloģiskās daudzveidības samazināšanos u.c. negatīvas parādības. Drenu sistēmās, novadgrāvjos, strautos un mazajās upēs ūdeņu notece tikai šķiet tīra, faktiski tā ir augu barības elementus (N; P; K un mikroelementi) un citus savienojumus saturošs šķīdums. Noteces sastāvu un piesārņojuma risku nosaka augsnes tips, tās mehāniskais sastāvs, ar klimatiskiem apstākļiem saistītie organisko vielu mineralizācijas procesi augsnē, iestrādātais mēslojums (devas un termiņi), kultūraugu spēja izmantot augu barības vielas ražas veidošanai, noteces veidošanās apstākļi un daudzi citi faktori, kā arī šo faktoru kompleksa mijiedarbība. Protams, arī bez cilvēka saimnieciskās darbības dabā vienmēr būs novērojams ūdeņu dabiskais (fona) piesārņojums.

LLU 2014. gadā tika turpināts sekojošs ar lauksaimniecības piesārņojumu saistītais ūdeņu monitorings:

• Zinātniskās pētniecības līmenim atbilstošs lauksaimniecības noteču monitorings mazo sateces baseinu un drenu lauku līmenī tiek veikts trijās, ar mērbūvēm un automātiskām mēriekārtām (datu logeri) aprīkotās, monitoringa stacijās: Bērze, Melnupīte, Vienziemīte. Kompozītie ūdens paraugi, kuriem reizi mēnesī veic analīzes, tiek savākti automātiskā režīmā proporcionāli ūdens notecei. Tas ļauj precīzi noteikt lauksaimniecības izraisītā difūzā piesārņojuma koncentrācijas un noplūdes (emisijas). 2014.g. izveidota vēl viena automātiskā monitoringa stacija LLU Vecaucē.
• Augu barības elementu koncentrāciju monitorings īpaši jutīgās teritorijas (ĪJT) mazajās upēs astoņos upju posteņos,
• Seklo gruntsūdeņu ūdeņu monitorings Bērzes, Mellupītes monitoringa stacijās un Auces, Miltiņu, Staļģenes, Oglaines monitoringa posteņos (kopā 21 urbums) un Mūrmuižas avotā.
• Modelēšanai vajadzīgais ūdens kvalitātes monitorings Bērzes upes 15 raksturīgos daļbaseinos, kuru ilggadīgo datu rindas LLU sāka vākt ar 2005.g., jo sadarbībā ar Zviedrijas lauksaimniecības zinātņu universitāti LLU ir ieguvusi tiesības lietot tur izstrādāto FyrisNP upju baseina ūdens piesārņojuma modeli. Lai pakāpeniski uzlabotu modelēšanas rezultātus reizi mēnesī tiek vākti ūdens kvalitātes dati. Bērzes upes monitoringa datu bāzi iespējams izmantot citu modeļu kalibrēšanai.
• Lauksaimnieciska rakstura punktveida piesārņojuma monitorings (kūtsmēslu apsaimniekošana lielās lopkopības fermās), kurš izpildīts trijos posteņos, nosakot  augu barības elementu koncentrācijas (N un P savienojumi). Divos posteņos (Auce, Bauska) iespējams salīdzināt difūzā un punktveida piesārņojuma ietekmes uz virszemes ūdeņu kvalitāti.

ND prasa ņemt virszemes ūdeņu paraugus ne retāk kā reizi mēnesī, Kopā LLU monitoringa programmas ietvaros 2014.g. savākti un izanalizēti 571 ūdens paraugi.

Augstākās vidējās nitrātu slāpekļa koncentrācijas 2014.g. ir novērota Bērzes drenu lauka un Bauskas mazā sateces baseina  (MSB) monitoringa stacijās, attiecīgi 6.3 un 8.7 mg L-1  N-NO3. 2014.g. janvārī – septembrī, salīdzinot ar ilggadīgo (1994.-2013.g.), nitrātu vidējās koncentrācijas, izņemot Vienziemītes un Bauskas monitoringa vietas, ir samazinājušās. Daļēji tas izskaidrojams ar nelielo pavasara palu intensitāti 2014.g. Pēc vidējām koncentrācijām difūzā piesārņojuma monitoringa stacijās un posteņos 2014.g. nav pārsniegtas ND noteiktās robežkoncentrācijas. Kaut gan 2014.g. koncentrācijas turpina samazināties, Bērzes monitoringa stacijā saglabājas ilggadīgā tendence slāpekļa savienojuma pieaugumam drenu lauka un MSB līmeņos. Mellupītes stacijā pieauguma tendence mazāk izteikta, bet Vienziemītes stacijā koncentrāciju izmaiņas praktiski nenotiek.

ĪJT upju monitoringa posteņos nitrātu slāpekļa  koncentrācijas ND noteikto robežvērtību 11.2 mg L-1  N-NO-3 sasniedz gandrīz visos ziemas perioda paraugos. Augstākās ziemas mēnešu un pavasara palu perioda nitrātu koncentrācijas novērotas Platones un Vircavas monitoringa posteņos janvāra mēnesī (19 un 23 mg L-1 N-NO3). Arī relatīvi tīrākajā Tērvetes upē 2014.gada sākumā novērotas augstas nitrātu slāpekļa koncentrācijas (15,2 mg L-1 N-NO3).   

2014. g. sākumā gan vidējās, gan maksimālās nitrātu slāpekļa koncentrācijas visās ĪJT upēs, izņemot Daumantu grāvi, ir augstākas, nekā šo koncentrāciju ilggadīgās ilggadīgie lielumi. To var izskaidrot ar difūzā piesārņojumu veicinošiem hidrometeoroloģiskiem apstākļiem šajā Lielupes baseina apgabalā. 2014.g. ziemā sala periods iestājās īslaicīgi un biežie nokrišņi izsauca noteci pie nesasalušas augsnes un izskalošanos laikā, kad augi nespēja izmantot augu barības vielas.                                                          

Veiktais pazemes ūdeņu monitorings 2014.gadā parāda, ka nitrātu slāpekļa koncentrācija atkarībā no urbuma vietas un dziļuma svārstās no 0 līdz 20,1 mg L-1 N-NO3. Nitrātu direktīvas noteiktā robežvērtība (50 mg/l NO-3 vai 11,3 mg L-1 N-NO3) pazemes ūdeņu monitoringā tika pārsniegta vienā urbumā ar seklu ūdens ieplūdes filtru Mellupītes monitoringa stacijā. Paaugstinātas nitrātu koncentrācijas (10-20 mg L-1 N-NO3) novērotas vēl 2 urbumos, kur nitrātu slāpekļa vidējās koncentrācijas uzrāda lauksaimniecības ietekmi uz seklo gruntsūdeņu kvalitāti. Par nosacīti tīriem (bez lauksaimniecības ietekmes) var uzskatīt gruntsūdeņus ar nitrātu slāpekļa saturu zem 4-8 mg/l NO-3.

Bez augu barības elementu koncentrācijām lauksaimniecības piesārņojuma ietekmes  uz ūdeņu kvalitāti raksturo ar augu barības vielu noplūdes apjomu (slodzi) laikā no platības vienības (1.tabula).

1.tabula. Nokrišņu, noteces, nitrātu koncentrācijas un augu barības vielu noplūdes vidējie ilggadīgie un 2014.g. dati.

Pētījumu rezultāti rāda, ka Latvijā no lauksaimniecībā intensīvi izmantotām  platībām ar drenu noteci vidēji izskalojas līdz 20 kg/ha slāpekļa tīrvielās gadā, bet izskalošanās no lauksaimnieciska rakstura sateces baseina sastāda līdz 15 kg/ha slāpekļa tīrvielās gadā, kas 3-5 reizes pārsniedz izskalošanās dabiskā fona līmeni (3-5 kg/ha). pētījumi parāda ka šobrīd lielāko negatīvo ietekmi uz ūdeņu kvalitāti atstāj noteces no lielfermām, kurās nav sakārtota organiskā mēslojuma saimniecība.

Modelēšanai izmantojot raksturīgus, pēc piesārņojuma izcelsmes, daļbaseinu ilggadīgus ūdens kvalitātes datus, iespējams novērtēt katra piesārņojuma avota nozīmi kopējā piesārņojuma veidošanā. Bērzes baseinā kopumā intensīvi izmantojamā aramzeme dod lielāko daļu ūdens piesārņojumā: 47% laika posmā 2004.-2007. g., 48% laika posmā 2008.-2011. g. Modelējot piesārņojuma veidošanos procesus, 2013-2014.g. izmaiņas nav notikušas.
Slāpekļa savienojumu stāvokļa modelēšana ļauj raksturot slāpekļa savienojumu pašattīrīšanās vai aiztures (retention) procesus gada griezumā. Kā piemērs, 2.attēlā parādīta aiztures procesu sezonālā dinamika (mēnešu vidējā aizture) Ālaves un Blīdenes daļbaseiniem.  2. attēls. Modelētie slāpekļa savienojumu aiztures procesi gada griezumā Ālaves upē.

Augstākā slāpekļa piesārņojuma aizture (20-70%) modelētajās ūdenstecēs izpaužas veģetācijas periodā, jūnija - septembra mēnešos, kad vides apstākļi (temperatūra, gaisma, ūdensaugu veģetācija) ir vislabvēlīgākie ūdeņu pašattīrīšanās procesiem. Uzskatāmi parādās, ka Latvijas hidroklimatiskajos apstākļos īpaši jutīgo teritoriju upēm raksturīga zema piesārņojuma aizture (7-12%) ziemas periodā (decembris – februāris), kā arī pavasara palu laikā (marts). Pēc 2013.-2014.g. datiem, salīdzinot ar pietekām, nedaudz lielāka aizture ziemas pavasara periodā (20%) novērojama pašā Bērzes baseinā.

Latvijas upēs, aiztures procesu rezultātā pastāvot ievērojamām ūdens kvalitātes izmaiņām gada griezumā, nav pieļaujama ūdens kvalitātes monitoringa izpilde ūdenstecēs retāk kā reizi mēnesī, tā, kā to prasa ND. Ņemot ūdens paraugus tikai 4 reizes gadā, netiek atspoguļota reālā iekšzemes ūdeņu kvalitāte.