D. Tomas et al. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

Stručni članak professional Paper uDK 556.55:556.114/.115>(497.5 Cres) Primljeno (Received): 10. 7. 2013.; Prihvaćeno (Accepted): 27. 11. 2013. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

U radu je prikazana kakvoća vode jezera primjenom indeksa Damir Tomas, dipl. ing. kvalitete vode (eng. Water Quality Index, WQI) i njihov kemijski Hrvatske vode, Glavni vodnogospodarski laboratorij sastav Piperovim dijagramom. Ispitivana su jezera: Vrana na otoku Ulica Grada Vukovara 220, 10000 Zagreb Cresu, Vransko jezero kod Biograda na Moru, Baćinsko jezero [email protected] Crniševo i akumulacija Butoniga u razdoblju 2010.-2012. godine. Krešimir Maldini, dipl. ing. U izračunu WQI korišteni su sljedeći pokazatelji: pH vrijednost, Hrvatske vode, Glavni vodnogospodarski laboratorij ukupna otopljena tvar (TDS), hidrogenkarbonati, ukupna tvrdoća, Ulica Grada Vukovara 220, 10000 Zagreb kloridi, sulfati, nitrati, fluoridi, kalcij, magnezij, željezo i mangan. Za izračun WQI korištene su preporuke vode za piće Svjetske Natalija Matić, dipl. ing. Hrvatske vode, EU jedinica zdravstvene organizacije (eng. World Health Organization, WHO) Ulica Grada Vukovara 220, 10000 Zagreb te dobiveni WQI predstavlja prikladnost voda za uporabu u vodoopskrbi. Mr. sc. Marija Marijanović Rajčić, dipl. ing. Istraživanjem je utvrđeno da je kakvoća vode na Vranskom jezeru Hrvatske vode, Glavni vodnogospodarski laboratorij kod Biograda n/m bila najlošije kvalitete u 2012. godini (WQI=870), Ulica Grada Vukovara 220, 10000 Zagreb dok je najbolja kakvoća vode zabilježena na jezeru Vrana na otoku Cresu u 2012. godini (WQI=31,2). Prema Piperovom dijagramu ispitivana jezera se po kemijskom sastavu razlikuju ovisno o hidrološkom dobu, dok je Vransko jezero na Cresu ujednačene kakvoće.

Ključne riječi: krš, kakvoća vode jezera, indeks kvalitete vode, Piperov dijagram, Pearsonova korelacija

Hrvatske vode 21(2013) 86 303-310 303 D. Tomas et al. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

1. UVOD istraživanja koja na određene načine sistematiziraju Posljednjih nekoliko desetljeća postoji velika niz pokazatelja dobivenih analizom vode u jedinstven potražnja za pitkom vodom. Povećane potrebe za broj (eng. Water Quality Index, WQI). Primjenom WQI vodom posljedica su brzog rasta stanovništva, porasta kao alata koji sumira brojne pokazatelje u prihvatljivu životnog standarda i ubrzane industrijalizacije. S tim u i korisnu informaciju, a zadržavajući bitno značenje, vezi navedeni su faktori doprinijeli smanjenju kvalitete postiže se sistematizacija podataka o kakvoći vode koja površinskih i podzemnih voda u gotovo svim dijelovima bi mogla biti ključni preduvjet boljeg sustava za podršku svijeta. Opisano, osobito predstavlja problem u zemljama odlučivanju (Bordalo, 2006.). Znanstvenici širom svijeta u razvoju, gdje je brza urbanizacija ostavila poseban trag (Pesce i Wunderlin, 2000.; Cude, 2001.; Said et al., 2004.; na dostupnost i kvalitetu podzemnih i površinskih voda, Boyacioglu, 2007.; Alobaidy et al., 2010.; Vasanthavigar jer je utjecala na nastajanje prekomjernog odlaganja et al., 2010., Tomas et al., 2013.) razvili su brojne modele otpada, naročito u urbanim područjima (Numan Bulut indeksa za posebne namjene na temelju različitog broja et al., 2010.). pokazatelja, pri čemu su za ocjenu kvalitete korištene S obzirom na to da je kakvoća vode definirana različite skale za bodovanje. fizikalnim, kemijskim i biološkim pokazateljima, Na temelju pregleda literature i mnogih rasprava poznavanje kemijskog sastava voda služi kao temelj za hidrokemičara, međunarodno je prihvaćen prikaz glavnih klasifikaciju voda na nekom području te proučavanja iona po Piperu, pri čemu se vode mogu jednostavno podrijetla i kretanja voda u prirodi. Utvrđivanje kvalitete klasificirati (Piper, 1944., 1953.). od ključne je važnosti prije upotrebe vode za piće i Načinjena je i Pearsonova korelacija da se vidi na koje rekreaciju te u poljoprivredi, industriji itd. (Sargaonkar i pokazatelje najviše utječe vrijednost WQI. Deshpande, 2003.). Tradicionalni pristupi ocjeni kakvoće vode temelje se na usporedbi eksperimentalno određenih vrijednosti pokazatelja vode za piće s postojećim 2. PODRUČJE ISTRAŽIVANJA pravilnicima Svjetske zdravstvene organizacije (World U ovome radu istražena su četiri jezera: akumulacija Health Organization, WHO), Europske unije (EU) Butoniga u Istri, jezero Vrana na otoku Cresu, Vransko ili pojedine zemlje (WHO, 2008.; Council Directive jezero kod Biograda n/m i Baćinsko jezero Crniševo kod 98/83/EC, 1998.). U mnogim slučajevima korištenje Ploča tijekom trogodišnjeg razdoblja. Jezera su smještena ove metodologije omogućuje pravilnu identifikaciju u krajoliku specifičnih površinskih i podzemnih formi te izvora onečišćenja, što može biti dovoljno za provjeru solucijskih oblika, odnosno u kršu čiji je razvoj vezan pravne usklađenosti. No, takav pristup ne daje cjeloviti za karbonatne stijene (vapnence i dolomite) te uz fliš. pregled utjecaja prostornih i vremenskih trendova na Budući se u kršu više vode nalazi u podzemlju nego na ukupnu kvalitetu voda (Debels et al., 2005.). Sustavnim površini, zbog njegove propusnosti, krški tereni često su ispitivanjem površinskih i podzemnih voda dobiva se bezvodni te su jezera i akumulacije u kršu rjeđa pojava. U niz podataka na temelju kojih se daju zaključci koji se Dinaridima, gdje se nalaze i istraživana jezera, odnosno odnose na kakvoću vode, odnosno njihovu prikladnost akumulacije, i do 75% vode odlazi u podzemlje, dok za određenu namjenu (kupanje, vodu za piće itd.). ostatak vode ispari ili otječe površinom. Stijene koje U dosadašnjoj znanstvenoj literaturi postoje brojna izgrađuju područja gdje su smještena istraživana jezera su klasificirane od dobro propusnih karbonatnih stijena mezozojske starosti do nepropusnih klastičnih naslaga fliša eocenske starosti. Osim njih pristutne su i klastične kvartarne naslage srednje do dobre propusnosti (Hrvatski geološki institut, 1999). Jezero Butoniga (slika 1) je umjetno akumulacijsko jezero na istoimenoj rijeci. Osnovna namjena akumulacije je vodoopskrba, dok su ostale namjene obrana od štetnog djelovanja vode u smislu zadržavanja vodnih valova te navodnjavanje. Kvaliteta vode u akumulaciji Butoniga varira ovisno o godišnjem dobu i dubini akumulacije. Uslijed obilnijih padalina dolazi do zamućenja akumulacije (http://www.ivb.hr/akumulacija_butoniga. html). Vransko jezero (slika 1) je slatkovodno jezero u središnjem dijelu otoka Cresa, na udaljenosti od svega 3-5 km od mora. Najveća dubina u jezeru je 61,3 m ispod razine mora, a srednja razina u jezeru je 13,1 m n.m.Voda Slika 1: Istraživana jezera u razdoblju (2010.-2012.) iz jezera je izvrsne kakvoće te se bez pročišćavanja

304 Hrvatske vode 21(2013) 86 303-310 D. Tomas et al. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

koristi za vodoopskrbu. Jezero je jedini zahvat vode Tablica 1: Relativni udio analiziranih pokazatelja za vodoopskrbu otoka Cresa i susjednog otoka Lošinja Standard WQI Pokazatelji (Ožanić i Rubinić, 1997.). WHO wi Wi Vransko jezero kod Biograda n/m (slika 1) je najveće pH 7 – 8 4 0,100 jezero u Hrvatskoj. Proglašeno je Parkom prirode i veliki UT 100 2 0,050 je ornitološki rezervat gotovo netaknutih prirodnih Kalcij 75 2 0,050 staništa ptica vodarica, rijetkog močvarnog sustava, velike bioraznolikosti, izuzetne znanstvene i ekološke Magnezij 30 1 0,025 vrijednosti. Vodostaj jezera godišnje varira od 0,95 Hidrogenkarbonati 240 3 0,075 do 2 m. Jezero Vrana na otoku Cresu i Vransko jezero Kloridi 250 3 0,075 kod Biograda n/m su kriptodepresije, odnosno prirodna TDS 500 4 0,100 udubljenja koja su ispunjena vodom čija je površina Fluoridi 1 4 0,100 iznad, a dno ispod morske razine. Područje vodonosnika Nitrati 50 5 0,125 Vranskog jezera kod Biograda n/m je djelomično pod utjecajem mora (Katalinić et al., 2008.). Sulfati 250 4 0,100 Baćinska jezera (slika 1) su niz jezera u mjestu Baćina Mangan 0,050 4 0,100 na desnoj obali ušća rijeke Neretve. Jezera su svrstana Željezo 0,100 4 0,100 među najzanimljivije pojave u hidrografiji krša jer su åwi=40 åWi=1,00 nepravilnog oblika, što se osobito odražava na reljefu w -vagani udio, W - relativni udio, UT –ukupna tvrdoća dna. Dna jezera su ispod razine mora (kriptodepresije) i u i i cjelini čine zavalu Baćinskih jezera (Smirčić et al., 1995.). To je akumulacijski prostor koji je denudacijska baza svih padinskih procesa s okolnih brdskih uzvišenja JI dijela gdje je: Wi - relativni udio; wi - udio svakog gorskog hrpta Rilića (Curić, 1995.; Smirčić et al., 1995.). pokazatelja; n - broj pokazatelja. Sastoje se od šest spojenih i jednog odvojenog jezera, a to su: Oćuša, Crniševo, Podgora, Sladinac, Vrbnik, Šipak Izračunate vrijednosti relativnog udjela (Wi) svakog i Plitko jezero. Po površini je najveće jezero Oćuša, dok pokazatelja prikazane su u tablici 1. je najdublje jezero Crniševo s dubinom od 34 metra. U trećem koraku skala ocjene kvalitete (qi) za svaki Vrbnik je najmanje jezero i jedino nije povezano s ostalim pokazatelj određena je dijeljenjem njegove koncentracije jezerima (http://www.bacinskajezera.com/index.php/ u svakom uzorku vode i njegovog odgovarajućeg bacinska-jezera). standarda prema smjernicama WHO te je rezultat pomnožen sa 100.

3. MATERIJALI I METODE (2) Ispitivanja na jezerima su provedena jednom mjesečno u razdoblju od 2010.-2012. godine tijekom redovnog monitoringa koji provode Hrvatske vode. Prilikom izračuna gdje je: q - ocjena kvalitete; C - koncentracija svakog WQI korišteni su sljedeći pokazatelji: pH vrijednost, ukupno i i analiziranog pokazatelja izražena u mg/L; Si - preporuka otopljena tvar (TDS), hidrogenkarbonati, ukupna tvrdoća, WHO za svaki analizirani pokazatelj izražen u mg/L. kloridi, sulfati, nitrati, fluoridi, kalcij, magnezij, željezo i mangan. Za izračun WQI korištene su preporuke WHO Za izračunavanje WQI prvo se određuje podindeks za (WHO, 2008.), te dobiveni WQI predstavlja prikladnost svaki analizirani pokazatelj (SI) koji se pritom koristi za voda za uporabu u vodoopskrbi, a samo izračunavanje određivanje WQI. WQI provedeno je u tri koraka. U prvom koraku svakom od 12 pokazatelja dodijeljen je udio (wi) u skladu s njegovom relativnom važnošću (3) u ukupnoj kakvoći vode za piće (tablica 1). Maksimalni udio od 5 dodijeljen je nitratima kao pokazatelju koji ima veliki značaj u procjeni kakvoće vode. Nadalje, magneziju je dodijeljen minimalan udio od 1, jer ovaj pokazatelj u očekivanim koncentracijama nije štetan niti toksičan (4) (Ramakrishnaiah et al., 2009.). U drugom koraku relativni udio (Wi) se izračunava iz formule: gdje je: SIi - podindeks svakog pokazatelja; qi - ocjena koja se temelji na koncentraciji svakog pokazatelja; n - (1) broj pokazatelja.

Hrvatske vode 21(2013) 86 303-310 305 D. Tomas et al. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

Ako se WQI računa s manjim brojem pokazatelja dijagram je standardna analitička metoda koja se koristi da (manje od 12), tada se zbroje podindeksi svih ispitivanih bi se utvrdilo podrijetlo vode, a temelji se na numeričkom i pokazatelja i suma podijeli sa sumom specifičnih masa linijskom te grafičkom prikazu (Zaporozec, 1972.). ispitivanih pokazatelja. Na temelju izračunate WQI vrijednosti ispitane vode su klasificirane u pet kategorija od “izvrsne vode” 4. REZULTATI I RASPRAVA do “vode neprikladne za piće” (tablica 2) (Yisa i Jimoh, U tablicama 3, 4 i 5 prikazane su vrijednosti ispitanih 2010.). pokazatelja (minimalna, maksimalna i srednja vrijednost) i WQI jezera u razdoblju od 2010. do 2012. godine. Tablica 2: Klasifikacija kvalitete voda na temelju WQI Vrijednosti WQI jezera Vrana na otoku Cresu u 2010. WQI Kvaliteta vode godini kretale su se od minimalne 32,7 do maksimalne < 50 izvrsna 36,4 što je svrstava u izvrsnu vrstu vode (tablica 3). U 2011. godini WQI je bio u rasponu od 31,5 do 37,3 50 – 100 dobra (tablica 4), dok su tijekom 2012. godine zabilježene 100 – 200 loša vrijednosti WQI iznosile od 31,2 do 36,7 (tablica 5), 200 – 300 vrlo loša čime je voda svrstana u izvrsnu vrstu. Vrijednost WQI > 300 voda neprikladna za piće Vranskog jezera kod Biograda n/m u 2010. godini kretala su se u rasponu od minimalne 106 (loša) do maksimalne 191 (vrlo loša) (tablica 3). Tijekom 2011. U ovome radu prikazan je i kemijski sastav vode godine vrijednosti WQI zabilježene su od minimalne istraživanih jezera Piperovim dijagramom. Prikaz iona 93,4 (dobra) do maksimalne 459 (voda neprikladna za prema Piperu je kombinacija trokutnog i četverokutnog piće) (tablica 4). U 2012. godini WQI je bio u rasponu dijagrama. Kada se kvadrat ukosi nastaje romb na čijim od 626 do 870, što vodu svrstava u neprikladnu za piće se donjim stranama dodaju dva trokutna dijagrama. U (tablica 5). Vrijednosti WQI Baćinskog jezera Crniševo u rombu se prikazuju kationi (zemnoalkalijski Ca2+ + Mg2+ 2010. godini kretale su se od 34,9 (izvrsna) do 106 (loša) + + 2- - - i alkalijski Na + K ) i anioni (SO4 + Cl + HCO3 ) točkom (tablica 3). U 2011. godini vrijednosti WQI zabilježene koja predstavlja tip vode. (Piper, 1944., 1953.). Piperov su od 88,3 (dobra) do 261 (vrlo loša) (tablica 4), dok je

Tablica 3: Vrijednosti ispitanih pokazatelja vode istraživanih jezera tijekom 2010. godine Jezero Vrana Vransko jezero Baćinsko jezero Pokazatelji Jezero Butoniga (Cres) kod Biograda n/m Crniševo (jedinica) MIN SV MAX MIN SV MAX MIN SV MAX MIN SV MAX pH 7,9 8,2 8,4 7,6 8,1 8,3 8 8,2 8,4 8 8,2 8,3 Ukupne otopljene tvari 241 264 298 1257 1639 2507 152 513 1344 200 226 262 (mg/L) Hidrogenkarbonati 106 138 159 117 219 382 156 183 224 162 211 249 (mg/L) Ukupna tvrdoća 134 140 147 454 586 1205 168 226 408 164 192 223 (mg/L) Nitrati 0,044 0,11 0,363 0,106 4,3 11,2 0,089 0,657 2,25 0,044 1,16 2,48 (mg/L) Kalcij 37,8 39,2 41,9 87 119 155 60 68,5 79 50,8 61,9 73,7 (mg/L) Magnezij 9,64 10,2 10,7 47 70,1 199 3 13,4 51 7,9 8,84 10,8 (mg/L) Fluoridi 0,038 0,045 0,058 0,045 0,282 1,21 0,01 0,078 0,555 0,089 0,093 0,101 (mg/L) Kloridi 26,4 54,1 58,8 504 860 1365 3,7 146 895 5,21 6,77 7,86 (mg/L) Sulfati 15,8 16,5 17,1 104 140 216 5,06 33,6 105 17,3 21,9 25,6 (mg/L) Mangan 0,0003 0,0015 0,0035 0,0017 0,0065 0,0231 0,0007 0,0021 0,0039 0,002 0,0031 0,0082 (mg/L) Željezo 0,0013 0,011 0,033 0,005 0,04 0,29 0,0025 0,0328 0,257 0,002 0,011 0,042 (mg/L) WQI 32,7 33,9 36,4 106 130 191 34,9 52,8 106 36,1 40,3 46,0 306 Hrvatske vode 21(2013) 86 303-310 D. Tomas et al. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

Tablica 4: Vrijednosti ispitanih pokazatelja vode istraživanih jezera tijekom 2011. godine Jezero Vrana Vransko jezero Baćinsko jezero Pokazatelji Jezero Butoniga (Cres) kod Biograda n/m Crniševo (jedinica) MIN SV MAX MIN SV MAX MIN SV MAX MIN SV MAX pH 7,5 8,1 8,4 7,9 8,5 9 8,2 8,3 8,4 7,9 8,2 8,3 Ukupne otopljene tvari 246 256 282 2251 3161 5096 847 1159 2082 173 216 267 (mg/L) Hidrogenkarbonati 116 139 150 39,0 128 239 151 184 220 159 197 249 (mg/L) Ukupna tvrdoća 125 134 149 233 313 448 296 393 652 147 174 208 (mg/L) Nitrati 0,01 0,090 0,71 0,031 0,72 1,98 0,01 0,084 0,25 0,20 0,31 0,70 (mg/L) Kalcij 33,8 37,2 42,1 93 131 179 69 91,2 176 42,2 55,5 69,6 (mg/L) Magnezij 7,68 9,96 10,7 36 95,6 193 28 40,0 51,7 7,40 8,39 9,85 (mg/L) Fluoridi 0,033 0,057 0,168 ------(mg/L) Kloridi 53,4 57,4 60,5 996 1607 2943 330 482 811 5,25 6,08 6,42 (mg/L) Sulfati 16,5 17,1 18,3 191 287 442 62,8 93,6 142 16,8 19,0 20,2 (mg/L) Mangan 0,0002 0,0017 0,0036 ------0,0020 0,0023 0,0066 (mg/L) Željezo 0,0095 0,0020 0,0320 ------0,0020 0,0079 0,0178 (mg/L) WQI 31,5 33,6 37,3 93,4 221 459 88,3 142 261 35,2 40,5 48,8

Tablica 5: Vrijednosti ispitanih pokazatelja vode istraživanih jezera tijekom 2012. godine Jezero Vrana Vransko jezero Baćinsko jezero Pokazatelji Jezero Butoniga (Cres) kod Biograda n/m Crniševo (jedinica) MIN SV MAX MIN SV MAX MIN SV MAX MIN SV MAX pH 8,0 8,3 8,6 7,7 8,2 8,7 8,0 8,2 8,4 7,9 8,2 8,6 Ukupne otopljene tvari 232 251 265 6836 8232 10262 265 918 1326 141 173 220 (mg/L) Hidrogenkarbonati 113 137 165 81,7 170 248 159 192 221 117 158 193 (mg/L) Ukupna tvrdoća 121 138 146 1660 1965 2457 241 335 430 130 153 185 (mg/L) Nitrati 0,01 0,088 0,23 0,067 0,60 1,56 0,072 0,29 0,60 0,22 0,32 0,68 (mg/L) Kalcij 32,6 37,5 43,3 192 228 266 70,0 82,7 96,0 36,0 46,2 60,8 (mg/L) Magnezij 8,7 10,3 12,0 272 339 446 9,00 31,0 46,0 7,41 8,88 11,4 (mg/L) Fluoridi 0,006 0,036 0,049 ------(mg/L) Kloridi 50,1 57,1 61,9 4396 4804 5264 23,6 420 678 6,06 6,91 9,47 (mg/L) Sulfati 14,6 16,8 17,7 510 688 992 57,2 84,3 109 19,2 22,4 28,3 (mg/L) Mangan 0,0002 0,0013 0,0026 ------0,0020 0,0025 0,0089 (mg/L) Željezo 0,0028 0,0127 0,0170 ------0,0020 0,0131 0,0441 (mg/L) WQI 31,2 33,2 36,7 626 721 870 61,5 101 129 32,8 36,8 41,7

Hrvatske vode 21(2013) 86 303-310 307 D. Tomas et al. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

podzemne vode iz sliva koji prihranjuje jezero (slika 2). Vrijednost WQI Baćinskog jezera Crniševo bila je neznatno viša u ljetnom periodu nego u zimskom (slika 2). Baćinsko jezero Crniševo je kriptodepresija kod koje je izgradnjom preljevnog praga na ulazu u kratki tunel spriječen utjecaj mora i zaslanjivanje jezerske vode kod niskih vodostaja. Akumulacija Butoniga se tijekom ljetnog i zimskog razdoblja prema vrijednosti WQI svrstava u izvrsnu vrstu vode (slika 2). U tablici 6 prikazana je Pearsonova korelacija ispitivanih pokazatelja i WQI. Utvrđena je statistički značajna pozitivna korelacija (p<0,05) WQI s pokazateljima TDS, ukupna tvrdoća, kalcij, magnezij, kloridi i sulfati, što je i očekivano s obzirom na marinski utjecaj na Vransko jezero, Biograd n/m, i Baćinsko jezero Crniševo. U literaturi nisu pronađena istraživanja kakvoće vode jezera pomoću WQI u Republici Hrvatskoj, ali su Slika 2: Piperov dijagram istraživanih jezera ispitivane krške površinske i podzemne vode. Prema Štambuk-Giljanović, koja je izradila WQI te je u svojim istraživanjima prikazala rezultate primjene indeksa WQI u 2012. godini bio u rasponu od 61,5 (dobra) do u procjeni kakvoće voda Dalmacije, za ocjenu voda 129 (loša) (tablica 5). Vrijednosti WQI akumulacije u Dalmaciji pomoću indeksa korišteni su rezultati Butoniga u 2010. godini kretale su se u rasponu od ispitivanja devet pokazatelja i to: temperatura, isparni minimalne 36,1 do maksimalne 46,0 (tablica 3). U 2011. ostatak, koeficijent korozivnosti K1 (K1 = (SO4 + godini vrijednosti WQI zabilježene su od 35,2 do 48,8 Cl)/KT.), zasićenje kisikom, BPK5, proteinski dušik, (tablica 4), dok je WQI u 2012. godini bio u rasponu ukupni dušik, ukupni fosfor i ukupni koliformi. Najniže od 32,8 do 41,7 (tablica 5), što akumulaciju Butonigu vrijednosti WQI su zabilježena na mjernim postajama svrstava u izvrsnu vrstu vode. Najlošije vrijednosti WQI Opuzen (WQI=58) i Neretva Metković (WQI=51) zabilježene su na Vranskom jezeru kod Biograda n/m, (Štambuk-Giljanović, 1999.). jer su pokazatelji TDS, ukupna tvrdoća i kloridi najviše Prema Piperovom dijagramu (slika 3) voda jezera odstupali od preporučenih vrijednosti WHO, a samim Vrana (Cres) u vrijeme malih i velikih voda uglavnom je

time i narušavali su ocjenu (q) tih pokazatelja. Utjecaj Ca-Na-HCO3 tipa, Vranskog jezera, Biograd n/m, u vrijeme Jadranskog mora na područje vodonosnika odrazio se na malih voda je uglavnom Na-Cl tip, a u vrijeme velikih vrijednosti indeksa kvalitete vode. voda (zimsko razdoblje) je uglavnom Ca-Na-Cl tip. Voda

Tijekom razdoblja istraživanja vrijednosti WQI jezera Baćinskog jezera (Crniševo) je Ca-HCO3 tipa tijekom zime. Vrana na otoku Cresu bile su ujednačene tijekom zime Akumulacija Butoniga je u vrijeme malih i velikih voda

i ljeta (slika 2). Na Vranskom jezeru kod Biograda n/m tip Ca-HCO3. Za sva jezera se može reći da od kationa WQI je bio viši ljeti, najvjerojatnije zbog većeg utjecaja prevladava Ca2+ s više od 80% i Mg2+ s manje od 50% − mora prilikom nižeg vodostaja, odnosno slabijeg dotoka udjela, a od aniona prevladava HCO3 s više od 80% u

Tablica 6. Pearsonova korelacija ispitanih pokazatelja („bold“=statistički značajno, p<0,05)

pH TDS UT HCO3 NO3 Ca Mg F Cl SO4 Mn Fe WQI pH 1 TDS 0,083 1 UT -0,051 0,973 1

HCO3 -0,540 -0,060 0,136 1

NO3 -0,312 0,245 0,373 0,685 1 Ca -0,107 0,890 0,940 0,358 0,538 1 Mg -0,055 0,975 0,992 0,071 0,305 0,889 1 F -0,168 0,535 0,480 0,352 0,494 0,546 0,394 1 Cl 0,007 0,991 0,965 0,006 0,283 0,883 0,967 0,493 1

SO4 0,071 0,992 0,969 -0,039 0,258 0,888 0,970 0,532 0,984 1 Mn -0,278 0,348 0,659 0,564 0,598 0,552 0,667 0,146 0,323 0,366 1 Fe -0,239 0,279 0,286 0,213 0,364 0,337 0,230 0,266 0,282 0,320 0,106 1 WQI 0,009 0,976 0,978 0,045 0,287 0,910 0,976 0,563 0,984 0,972 0,506 0,399 1

308 Hrvatske vode 21(2013) 86 303-310 D. Tomas et al. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

ukupnom sastavu vode. Prema Piperovom dijagramu voda jezera Vrana (Cres), Baćinskog jezera (Crniševo) i akumulacije Butoniga je karbonatnog tipa, dok je voda Vranskog jezera, Biograd n/m, pod marinskim utjecajem. Uspoređujući dobiveni hidrokemijski tip vode Vranskog jezera, Biograd n/m, s ostalim područjima u Dinaridskom kršu, može se zaključiti da je voda Vranskog jezera, Biograd n/m, sličnija onima koje su pod marinskim utjecajem.

5. ZAKLJUČAK Indeks kvalitete vode (WQI) predstavlja matematički alat kojim se veliki broj podataka pretvara u pojedinačnu vrijednost koja opisuje kakvoću vode. Prema vrijednostima WQI, jezero Vrana na otoku Cresu i akumulacija Butoniga, u razdoblju istraživanja 2010.- 2012., bila su izvrsne kakvoće vode. Jezero Vrana kod Slika 3: Boxplot dijagram WQI istraživanih jezera Biograda n/m tijekom ljeta je bilo lošije kakvoće nego tijekom zime zbog većeg utjecaja mora prilikom nižeg Prema Piperovu dijagramu ovisno o hidrološkoj godini vodostaja jezera. Voda Baćinskog jezera, Crniševo, je kemijski sastav se mijenja, dok je Vransko jezero na Cresu bila najlošije kakvoće tijekom 2011. godine kada je ujednačene kakvoće. Od kationa prevladava kalcij, a od WQI bio 261 (vrlo loša vrsta vode). Prema Piperovom aniona hidrogenkarbonat. Vransko jezero kod Biograda dijagramu voda jezera Vrana (Cres), Baćinskog jezera n/m je pod marinskim utjecajem. (Crniševo) i akumulacije Butoniga je karbonatnog Prikazano istraživanje ukazuje da se primjenom tipa, dok je voda Vranskog jezera, Biograd n/m, pod metode WQI može dobiti jasna slika o stanju kakvoće marinskim utjecajem. vode s analizom trenda kroz godine. 

LITERATURA Alobaidy, A.H.M.J., Abid, H.S., Maulood, B.K. (2010.): Katalinić, A., Rubinić, J., Buselić, G. (2007.): Hydrology of Application of Water Quality Index for Assessment of Two Coastal Karst Cryptodepressions in : Vrana Dokan Lake Ecosystem, Kurdistan Region, Iraq. Journal of Lake vs Vrana Lake. The 12th World Lake Conference, Water Resource and Protection, 2, 792-798. Jaipur, 732-743. Bordalo, A.A., Teixeira, R., Wiebe, W.J. (2006.): A water Numan Bulut, V., Bayram, A., Gundogdu, A., Soylak, quality index applied to an international shared river M., Tufekci, M. (2010.): Assessment of water quality basin: the case of the Douro River. Environmental parameters in the stream Galyan, Trabzon, Turkey. Management, 38(6), 910-920. Environmental Monitoring and Assessment, 165(1-4), 1-13. Boyacioglu, H. (2007.): Development of a water quality Ožanić, N., Rubinić, J. (1997.): Protection of the Natural index based on a European classification scheme.Water Phenomenon of the Vrana Lake on the Island Cres SA, 33 (1), 101-106. (Croatia). Proceeding IX World Water Congress, Montreal. Council Directive 98/83/EC on the quality of water intented Pesce, S.F., Wunderlin, D.A. (2000.): Use ofwater quality for human consumption. Adopted by the Council, 1998. indices to verify the impact of Cordoba city (Argentina) Cude, C.O. (2001.): Water quality index: a tool for evaluating on Suquia river. Water Research, 34, 2915–2926. water quality management effectiveness. Journal of Piper, A.M. (1944.): A graphic procedure in the geochemical American Water Resources Association, 37, 125–137. interpretation of water-analysis. Transactions - American Curić, Z. (1995.): Hidrogeografske značajke Geophysical Union, 25, 914-928. donjoneretvanskog kraja. 1. Hrvatska konferencija o Piper, A.M. (1953.): A graphic procedure in the geochemical vodama, Dubrovnik, 463-469. interpretation of water analysis. USGS Ground Water Note, 12. Debels, P., Figueroa, R., Urrutia, R., Barra, R., Niell, X. (2005.): Ramakrishnaiah, C.R., Sadashivaiah, C., Ranganna, G. Evaluation of water quality in the Chilla´n River (Central (2009.): Assessment of Water Quality Index for the Chile) using physicochemical parameters and a modified Groundwater in Tumkur Taluk, Karnataka State, India. water quality index. Environmental Monitoring and E-Journal of Chemistry, 6(2), 523-530. Assessment 110, 301-322. Said, A., Stevens, D., Selke, G. (2004.): An innovative index Hrvatski geološki institut (1999): Geološka karta Republike for evaluating water quality in streams. Environmental Hrvatske, M 1:300.000. Hrvatski geološki institut, Zagreb. Management, 34, 406–414.

Hrvatske vode 21(2013) 86 303-310 309 D. Tomas et al. Primjena indeksa kvalitete vode u ocjeni kakvoće vode krških jezera

Sargaonkar, A, Deshpande, V. (2003.): Development of Manivannan, R., Vasudevan, S. (2010.): Application of an overall index of pollution for surface water based water quality index for groundwater quality assessment: on a general classification scheme in Indian context. Thirumanimuttar sub-basin, Tamilnadu, India. Environmental Monitoring and Assessment, 89, 43-67. Environmental Monitoring and Assessment, 171 (1-4), Smirčić, A., Glavaš, B., Švonja, M. (1995.): Neke hidrološke 595-609. i batimetrijske značajke Baćinskih jezera. 1. Hrvatska World Health Organization (2008.): Guidelines for drinking- konferencija o vodama, Dubrovnik, 471-482. water quality incorporating 1st and 2nd addenda, Štambuk-Giljanović, N. (1999.): Water Quality Evaluation by Recommendations. – 3rd ed., Geneva, (1. Potable water Index in Dalmatia. Water Research, 33(16), 3423-3440. – standards. 2. Water – standards. 3. Water quality – Tomas, D., Ćuk, R., Senta Marić, A., Mijatović, I. (2013.): standards. 4. Guidelines. I.), 1. Assessment of the River (Croatia) by Water Quality www.ivb.hr/akumulacija_butoniga.html Index method. Fresenius Environmental Bulletin, 22(3a), www.bacinskajezera.com/index.php/bacinska-jezera 904-913. Yisa, J., Jimoh, T. (2010.): Analytical Studies on Water Tomec, M., Teskeredžić, Z., Teskeredžić, E., Hacmanjek, M. Quality Index on River Landzu. American Journal of (1996.): Fitoplankton Vranskog jezera na otoku Cresu. Applied Sciences, 7 (4), 453-458. Ribarstvo, 54 (3), 105-113. Zaporozec, A. (1972.): Graphical Interpretation of Water- Vasanthavigar, M., Srinivasamoorthy, K., Vijayaravagan, Quality Data. Ground Water, 10, 2. K., Rajiv Ganthi, R., Chidambaram, S., Anandhan, P.,

Application of the Water Quality Index to the assessment of water quality in karst lakes

Abstract. The paper presents lake water quality as obtained by the application of the Water Quality Index (WQI), and its chemical composition as determined by the Piper diagram. The following lakes were investigated: on the Cres island, Lake Vrana at Biograd na moru, Lake Crniševo of the Baćina Lakes, and the Butoniga reservoir in the period 2010-2012. When calculating the WQI, the following indicators were used: pH value, total dissolved solids (TDS), hydrogencarbonates, total hardness, chlorides, sulfates, nitrates, fluorides, calcium, magnesium, iron and manganese. For the WQI calculation, the drinking water recommendations of the World Health Organization (WHO) were applied, and the obtained WQI represents the suitability of water for use in water supply. The investigation determined that the water quality in Lake Vrana at Biograd n/m was of the lowest quality in 2012 (WQI=870), while the best water quality was recorded in in 2012 in Lake Vrana on the Cres island (WQI=31.2). According to the Piper diagram, the analysed lakes differ in their composition depending on the hydrological period, while Lake Vrana on the Cres island was of a uniform quality. Key words: karst, lake water quality, Water Quality Index, Piper diagram, Pearson correlation

Die Anwendung des Gewässergüteindex in der Bewertung der Wasserqualität von Karstseen

Zusammenfassung. In der Arbeit werden die Seewasserqualität unter Verwendung des Gewässergüteindex (eng. Water Quality Index, WQI) und die chemische Zusammensetzung der Gewässer mit Hilfe von Piper-Diagrammen dargestellt. Im Zeitraum 2010-2012 wurden die folgenden Seen untersucht: der Vrana-See auf der Insel Cres, der Vrana- See bei Biograd, der Baćina-See Crniševo und der Speichersee Butoniga. In die Berechnung des Gewässergüteindex wurden folgende Parameter einbezogen: pH-Wert, TDS-Wert (gesamt gelöste Stoffe), Hydrogenkarbonate, Gesamthärte, Chloride, Phosphate, Nitrate, Fluoride, Kalzium, Magnesium, Eisen und Mangan. Die Richtlinien zur Trinkwasserqualität der Weltgesundheitsorganisation (eng. World Health Organization, WHO) sind beachtet worden, so zeigt der berechnete Gewässergüteindex, ob die Gewässer als Trinkwasser geeignet sind. Die Untersuchung hat gezeigt, dass in 2012 der Vrana-See bei Biograd die schlechteste Wasserqualität (WQI=870) während der Vrana-See auf der Insel Cres im gleichen Jahr die beste Wasserqualität (WQI=31,2) hatte. Nach dem Piper-Diagramm unterscheiden sich die untersuchten Seen nach ihrer chemischen Zusammensetzung in Abhängigkeit vom hydrologischen Zeitraum, während der Vrana-See auf Cres einheitliche Wasserqualität hat. Schlüsselwärter: Karst, Wasserqualität der Seen, Gewässergüteindex, Piper-Diagramm, Pearsonsche Maßkorrelation

310 Hrvatske vode 21(2013) 86 303-310