Rolnicze Źródła Zagrożenia Dla Jakości Wody Dostarczanej Konsumentom

„ZAOPATRZENIE W WODĘ, JAKOŚĆ I OCHRONA WÓD” „Water Supply and Water Quality”

Izabela ZIMOCH, Andrzej KUŚNIERSKI

Instytut Inżynierii Wody i Ścieków Politechnika Śląska

ROLNICZE ŹRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM

TAGRICULTURAL CAUSES OF HAZARDS TO QUALITY OF WATER SUPPLIED TO CONSUMERS

Zasoby wód naturalnych skażone są zarówno przez zanieczyszczenia pochodzenia che- micznego, jak i pochodzenia biologicznego. Na terenach użytkowanych rolniczo, szczegól- nie duży wpływ na zanieczyszczenie wód ma hodowla zwierząt i uprawa roślin. Główne grupy zanieczyszczeń stanowią czynniki biologiczne i nieorganiczne powstające w proce- sach mineralizacji materii organicznej. Ponadto inną grupę zanieczyszczeń pochodzenia rolniczego stanowią zanieczyszczenia powstające w wyniku celowego zasilania upraw (np. pestycydy, nawozy azotowe itp.) mającego na celu poprawę wydajności uprawy. Celem pracy jest ocena i analiza zmian jakości wody w systemie zaopatrzenia w wodę gminy Kietrz, jako reprezentatywnego systemu usytuowanego na terenie intensywnie użyt- kowanym rolniczo. Analizowany okres obejmuje lata 2010 – 2015. Integralną częścią ba- dań jest analiza i oszacowanie ryzyka zagrożeń pochodzenia rolniczego dla jakości wody. .

Resources of groundwater are contaminated by chemical and biological pollutants. On the area used by agricultural activity the most prevalent causes of contamination are cattle farming and plant cultivation. The main groups of contaminants are biological and non-organic factors, which arise during process of mineralization of organic substances. Another group of contaminants with agricultural origin is pollution created as a result of fertilization of fields in order to improve quality of crops’ growth (pesticides, nitrogenous fertilizer) The aim of this work is to asses and analyse the changes in quality of water in Kietrz water intake system, which is located in the area characterized by intensive and developed agricultural activity. The research was undertaken over period 2010-2015, and attempts to evaluate the dangers caused by agricultural land use on water quality. 2 Izabela ZIMOCH, Andrzej. KUŚNIERSKI 458 I. ZIMOCH, A. KUŚNIERSKI

1. Wprowadzenie 1. Wprowadzenie Zarządzanie jakością wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, mające na celu zwiększanieZarządzanie bezpieczeństwa jakością wody jej przeznaczonej dostaw do konsumenta, do spożycia winno przez ludzi, swoimi mające procedurami na celu obejmowaćzwiększanie również bezpieczeństwa zarządzanie jej dostaw zasobami do wodnymi. konsumenta, Zarządzanie winno swoimi zasobami procedurami wodnymi, wobejmować tym szczególnie również zasobami zarządzanie dyspozycyjnymi, zasobami wodnymi. stanowi Zarządzaniekluczowy element zasobami prewencyjne wodnymi,- gow tym zapobiegania szczególnie przyczynom zasobami dyspozycyjnymi, i skutkom występowania stanowi kluczowylosowych elementzdarzeń niepożądanych,prewencyjnego prowadzącychzapobiegania przyczynomw skrajnych i przypadkach skutkom występowania do wstrzymania losowych dostaw zdarzeń wody i niepożądanych, podejmowania doraźnychprowadzących działań w skrajnych naprawczych przypadka generującychch do wstrzymania znaczne koszty. dostaw Działania wody tei po częstodejmowania kończą siędoraźnych czasową działańpoprawą naprawczych jakości dostarczanej generujących wody, bez znaczne podjęcia koszty. przez Działaniaoperatora systemów te często wodociągowychkończą się czasową szczegółowej poprawą jakościanalizy dostarczanej przyczyn i wdrożenia wody, bez procedur podjęcia zapobiegawczych przez operatora ochronysystemów procesu wodociągowych dostaw wody szczegółowej od ujęcia do analizy kranu konsumenta. przyczyn i wdrożenia procedur zapobiegawczych ochrony procesu dostaw wody od ujęcia do kranu konsumenta.

TabelaTabela. 1. 1. Struktura Struktura poborupoboru i wykorzystaniai wykorzystania wód wód na potrzeby na potrzeby gospodarki gospodarki narodowej narodowej i ludności i ludnościw latach 2000-2013w latach 2000[1] -2013 [1] Table.Table 1. The1. The structure structure of water of water withdrawal withdrawal for needs for of theneeds national of the economy national and economy population and in the populationperiod 2000-2013 in the period [1] 2000-2013 [1]

Pobór wody [hm3] w latach Wyszczególnienie 2000 2005 2010 2012 2013

Pobór wody ogółem 11048,5 10940,3 10866,4 10830,3 10577,0

Pobór wód powierzchniowych 9150,6 9205,7 9172,6 9142,9 8898,9

Pobór wód podziemnych 1747,3 1640,4 1625,2 1629,8 1616,6

Łączny pobór wód na cele produkcyjne1) 7637,9 7734,1 7650,7 7697,1 7505,3

Pobór wód powierzchniowych na cele produkcyjne 7221,5 7420,9 7382,3 7439,1 7243,5

Pobór wód podziemnych na cele produkcyjne 265,8 219,0 199,8 200,3 200,3

Wody z odwadniania2) 150,6 94,2 68,6 57,7 61,5

Łączny pobór wody dla rolnictwa3) 2350,1 2105,2 2062,4 2030,8 1991,3

Pobór wód powierzchniowych dla rolnictwa 868,5 683,8 637,0 601,4 575,4

Pobór wód podziemnych dla rolnictwa - - - - 0,4

Pobór na cele SZW 2350,1 2105,2 2062,4 2030,8 1991,3

Pobór wód powierzchniowych na cele SZW 868,5 683,8 637,0 601,4 575,4

Pobór wód podziemnych na cele SZW 1482,5 1421,4 1425,4 1425,4 1415,9 1) Poza rolnictwem, leśnictwem, łowiectwem i rybactwem – z ujęć własnych 2) Wody z odwadniania zakładów górniczych i obiektów budowlanych 3) Nawadnianie w rolnictwie i leśnictwie oraz napełnianie i uzupełnianie stawów rybnych

Funkcjonowanie systemów zaopatrzania w wodę (SZW) uwarunkowane jest w znacznym stopniu wielkością dostępnych zasobów wód jak i ich jakością, determinującą techniczne rozwiązania ciągu technologicznego jej uzdatniania. Woda przeznaczona do spożycia, pozyskiwana jest zarówno z ujęć powierzchniowych jak i podziemnych. ROLNICZE ŹRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM 459

Funkcjonowanie systemów zaopatrzania w wodę (SZW) uwarunkowane jest w znacznym stopniu wielkością dostępnych zasobów wód jak i ich jakością, determinującą techniczne rozwiązania ciągu technologicznego jej uzdatniania. Woda przeznaczona do spoży- cia, pozyskiwana jest zarówno z ujęć powierzchniowych jak i podziemnych. ROLNICZE ŻRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM 3 Na terenie Polski ze względów na dostępność oraz korzystniejsze od wód powierzchniowych parametry jakościowe, wody podziemne stanowią główne źródło zasilania sys- temów Na wodociągowych terenie Polski (tabelaze względów 1). Pomimo na dostępność iż, globalnie oraz ilość korzystniejsze wód pobranych od wód ze środo po- - wiskawierzchnio naturalnegowych parametryna cele funkcjonowania jakościowe, wody SZW podziemnesystematycznie stanowią maleje, główne to udział źródło wód podziemnychzasilania systemów w całkowitym wodociągowych zapotrzebowania (tabela 1) na. Pomimo wodę konsekwentnie iż, globalnie ilość wzrasta. wód pobr W rokua- 2000nych udział ze środowiska ten stanowił naturalnego 63,1%, podczas na cele funkcjonowaniagdy w 2013 osiągnął SZW systematycznie poziom 71,1% maleje, w odniesie to - niuudział do łącznego wód podziemnych poboru wody w zecałkowitym środowiska zapotrzebowania naturalnego na cele na wodę eksploatacji konsekwentnie systemów wzrasta. W roku 2000 udział ten stanowił 63,1%, podczas gdy w 2013 osiągnął poziom wodociągowych. 71,1% w odniesieniu do łącznego poboru wody ze środowiska naturalnego na cele Zmienności budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych powoduje istotne eksploatacji systemów wodociągowych. zróżnicowanie obszarowe zasobów wód podziemnych w Polsce pod względem ilościo- Zmienności budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych powoduje istotne wymzróżnicowanie i jakościowym. obszarowe Na terenie zasobów Polski wód zasoby podziemnych wód podziemnych w Polsce podeksploatowane względem ilości są główo- - niewym z utworów i jakościowym. czwartorzędowych. Na terenie PolskiWynika zasoby to z faktu wód podziemnychdużej ich dostępności eksploatowane (tabela są 2), niewielkichgłównie z utworówkosztów czwartorzędowychwykonania studni,. orazWynika korzystnych to z faktu dużejwarunków ich do zasilania.stępności (tabelaIstotnym zagrożeniem2), niewielkich poboru kosztów wód wykonania z tych utworów studni, jestoraz podatność korzystnych na warunk zanieczyszczeniaów zasilania. warstwy Istot- wodonośnejnym zagrożeniem i związana poboru z tym w koniecznośćód z tych utworów ustanowienia jest podat stref nośćochronnych na zanieczyszczenia ujęć. warstwy wodonośnej i związana z tym konieczność ustanowienia stref ochronnych ujęć.

TabelaTabela. 2. 2. Zasoby Zasoby eksploatacyjne eksploatacyjne wód wód podziemnychpodziemnych 1990-20131990-2013 [1] [1] TableTable. 2. Exploitable2. Exploitable underground underground water water resources in thethe period period 1990-2013 1990-2013 [1] [1]

Wielkość zasobów eksploatacyjnych [hm3] w latach Rodzaj 1990 1995 2000 2005 2010 2012 2013

Ogółem 14039,6 15393,2 16050,6 16575,6 17176,6 17436,0 17502,9

Utwory geologiczne czwartorzędowe 9125,7 9993,6 10570,4 10931,0 11379,7 11521,8 11564,3

Utwory geologiczne trzeciorzędowe 1544,4 1643,1 1626,6 1682,3 1784,9 1821,5 1829,9

Utwory geologiczne kredy 1825,1 2105,8 2179,1 2260,4 2342,7 2393,3 2405,9

Utwory geologiczne starsze 1544,4 1650,7 1674,1 1701,9 1669,2 1699,5 1702,8

Pozyskiwana woda z zasobów podziemnych charakteryzuje się dużą stabilnością składuPozyskiwana w ciągu woda roku z izasobów w większości podziemnych przypadków charakteryzuje odpowiada się wymdużąogom stabilnością stawianym składu w ciąguwodzie roku przeznaczonej i w większości do przypadkówspożycia przez odpowiada ludzi, określonych wymogom w stawianym rozporządz wodzieeniu Ministra przezna - czonejZdrowia do spożycia [13]. Może przez jednak ludzi, określonych być zanieczyszczona w rozporządzeniu zarówno Ministrapierwotnie, Zdrowia jak i [13]. wtórnie. Może jednakZatem, być o zanieczyszczonaceniając parametry zarówno wody, pierwotnie, operatorzy jak SZW i wtórnie. winni Zatem, brać pod oceniając uwagę parametry między wody,innymi operatorzy usytuowanie SZW ujęcia, winni jegobrać głębokośćpod uwagę oraz między budowę innymi geol usytuowanieogiczną pokładu, ujęcia, z którego jego głę - bokośćwoda oraz jest budowę ujmowana. geologiczną Podstawowymi pokładu, składnikami z którego woda wód jest podziemnych ujmowana. są Podstawowymi substancje składnikaminieorganiczne wód (mineralne), podziemnych substancje są substancje organiczne, nieorganiczne gazy oraz (mineralne), mikroorganizmy. substancje W prz orgay- - niczne,padku gazy zanieczyszczeń oraz mikroorganizmy. pochodzenia W mineralnego, przypadku zanieczyszczeń duże znaczenie pochodzenia mają chlorki, mineralnego, węglany, dużesiarczany, znaczenie wodorowęglany, mają chlorki, sód,węglany, magnez, siarczany, wapń, alewodorowęglany, również azotany, sód, azotyny, magnez, krzemi wapń,a- ale ny, potas, żelazo oraz jon amonowy [2]. Wymienione elementy w odpowiedniej ilości również azotany, azotyny, krzemiany, potas, żelazo oraz jon amonowy [2]. stanowią składowe niezbędne człowiekowi do zapewnienia prawidłowej gospodarki biologicznej, jednak w ilościach ponadnormatywnych, mogą stać się przyczyną powstania i rozwoju chorób. Dlatego też istnieje uzasadniona potrzeba stosowania układów uzdatniania wody. Szczególne znaczenie ma to dla ujęć, pozyskujących wodę z utworów czwartorzędowych, o niewielkiej głębokości, które narażone są na zanieczyszczenia pochodzenia antropogenicznego. Ponadnormatywne wartości stężeń zanieczyszczeń 460 I. ZIMOCH, A. KUŚNIERSKI

Wymienione elementy w odpowiedniej ilości stanowią składowe niezbędne człowie- kowi do zapewnienia prawidłowej gospodarki biologicznej, jednak w ilościach ponadnormatywnych, mogą stać się przyczyną powstania i rozwoju chorób. Dlatego też istnieje uzasadniona potrzeba stosowania układów uzdatniania wody. Szczególne znaczenie ma to dla ujęć, pozyskujących wodę z utworów czwartorzędowych, o niewielkiej głębokości, które narażone są na zanieczyszczenia pochodzenia antropogenicznego. Ponadnormatywne war- tości stężeń zanieczyszczeń stwierdzane w ujęciach o niewielkich głębokościach związane są głównie z prowadzoną działalnością gospodarczą. Szczególne znaczenie ma tu rozwój gospodarki rolnej oraz zanieczyszczenia generowane przez tę gospodarkę. Na jakość za- sobów wód podziemnych mają wpływ działania mające na celu poprawę ilości i jakość uzyskanych plonów. Będą to, zatem pozostałości używanych pestycydów, nawozów, w tym nawozów naturalnych oraz czynniki mikrobiologiczne pochodzenia zwierzęcego. Inną grupą zanieczyszczeń zasobów wód podziemnych są zanieczyszczenia pierwot- ne, które powstają głównie przez procesy związane z wymywaniem substancji ze skał i warstw wodonośnych. Zagrożenia bezpieczeństwa dostaw wody mogą wystąpić w każdym systemie, bez względu na jego wielkość, liczbę ujęć zasilających oraz ukształtowanie i właściwości geofizyczne terenu, na jakim usytuowane jest system. Dane literaturowe [3, 4] wskazują, że narażenie na zagrożenia w poszczególnych przypadkach zależy między innymi od ro- dzaju prowadzonej działalności gospodarczej. W związku z brakiem możliwości eliminacji zagrożeń, istnieje uzasadniona konieczność ich analizy w systemach wodociągowych. Jednocześnie istotnym jest opracowanie programu wdrożenia działań prewencyjnych, mających na celu zabezpieczenie dostaw odpowiedniej jakości wody konsumentom. Podstawę ochrony wód w Polsce stanowi Ustawa z dnia 18 lipca 2001r. Prawo Wodne [5]. Akt ten reguluje gospodarkę zarówno wodami powierzchniowymi oraz podziemnymi. W zakresie obowiązków administratorów SZW, wymieniono w nim potrzebę zapewnienia stref ochronnych ujęć wody jako pierwszej bariery ochronnej w łańcuchu dostaw wody przeznaczonej do spożycia, w celu miedzy innymi eliminacji potencjalnych zagrożeń dla naturalnych zasobów dyspozycyjnych. Obowiązek ustanawiania stref ochronnych ujęć w Polsce został jednak zniesiony w roku 2011, co istotnie zwiększa ryzyko eksploatacji systemów wodociągowych i uzasadnia wprowadzanie w codzienne praktyki zarządzania SZW procedur oceny zagrożeń i działań prewencyjnych.

2. Rolnicze zagrożenia eksploatacji ujęć wody

Bardzo rozległym sektorem gospodarki na terenie kraju jest sektor rolniczy. Oddziały- wanie na jakość wód ma zarówno wielkoobszarowa gospodarka rolna, jak i rolnictwo in- dywidualne. Szczególnie w tym przypadku istnieje zwiększone zagrożenie ze względu na brak bezpośredniego i stałego nadzoru nad prowadzoną działalnością rolniczą. Hodowla zwierząt oraz uprawa roślin, nie pozostaje obojętna zarówno dla jakości wód powierzchniowych, jak i podziemnych. ROLNICZE ŹRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM 461

Źródłem zanieczyszczeń pochodzenia rolniczego są prowadzone prace związane z nawożeniem upraw (głównie związki azotowe, pestycydy, stosowanie gnojowicy, a w związku z tym obecność mikroorganizmów mogących stanowić zagrożenie dla ujęć), ale również składowanie nawozów, sposób użytkowania terenu (zabiegi agrotechniczne), wieloletnie hodowle monotypowe oraz wpływ wypasania bydła na terenach zlewni. Stała uprawa determinuje zwiększoną migrację wody w obszarze zlewni wraz z wymywanymi przez nią elementami pochodzenia mineralnego oraz biologicznego. Biorąc pod uwagę rów- nież słabą izolację przed przenikaniem zanieczyszczeń z powierzchni do pokładów wody szczególnie w przypadku ujęć o niewielkiej głębokości, zanieczyszczenia specyficzne dla działalności rolniczej mogą stać się doskonałym wskaźnikiem zmian jakości wody przeznaczonej do spożycia. Zatem głębokość ujęć istotnie determinuje ilość i rodzaj zanieczyszczeń pochodzenia biologicznego. Zagrożenie w tym przypadku stanowią bakterie grupy coli, Escherichia Coli oraz wystąpienie ogólnej liczby kolonii w temperaturze 22°C. Duże oddziaływanie na jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi w systemach usytuowanych na terenach intensywnie użytkowanych rolniczo, a więc głównie terenach wiejskich ma też sposób odprowadzania ścieków z gospodarstw domowych. Szczególne odnosi się to do terenów, na których brak jest sieci kanalizacyjnej, a ścieki utylizowane są w indywidualnych oczyszczalniach. Zatem ryzyko wystąpienia zagrożenia dla stanu jakości wody jest tym większe, czym mniejszy odsetek gospodarstw podłączo- nych jest do oczyszczalni zbiorczych [6]. Źródła zanieczyszczeń pochodzenia rolniczego, klasyfikuje się w zależności od sposo- bu emisji na źródła obszarowe i punktowe [7-9]. Dla omawianych obszarów i prowadzonej działalności szczególne znaczenie mają źródła punktowe, którymi są w tym przypadku indywidulane gospodarstwa rolne i prowadzona tam hodowla zwierząt. Systemy zaopatrzenia w wodę stanowią techniczne struktury dynamicznie rozwijają- ce się w okresie ich istnienia. Ciągły rozwój techniki i technologii, pozwala na ich stałą modernizację i rozwój. Jak wynika z danych literaturowych [6], w Polsce ponad 72% wsi jest zwodociągowanych, a procesy budowy nowych wodociągów jest ciągle rozwijany. Pomimo to nie jest możliwe przewidzenie, kiedy i w jakich warunkach może nastąpić uszkodzenie w układzie zasilania w wodę. Nie jest, więc również możliwe określenie, kiedy mogą ulec zmianie parametry dostarczanej wody oraz prawdopodobieństwo wystą- pienia zdarzenia niebezpiecznego. Dlatego istotną jest potrzeba oszacowania przez opera- torów SZW, ryzyka utraty bezpieczeństwa eksploatacji układów zasilania w wyniku pogorszenia jakości ujmowanej wody, warunkującej właściwe funkcjonowanie pozostałych elementów systemu wodociągowego, a przede wszystkim uzyskanie wymaganego efektu technologicznego uzdatniania wody. Rozproszony system zaopatrzenia w wodę, jakim w większości przypadków są wiej- skie systemy wodociągowe, o stosunkowo rozbudowanej infrastrukturze podziemnej, ge- neruje także zagrożenia pośrednie, wynikające np. z potrzeby naprawy uszkodzonej sieci przebiegającej przez pola uprawne. Niewielkie zapotrzebowanie na wodę, ze względu na małą liczbę odbiorców, może stanowić również zagrożenie, zwłaszcza w przypadku, kiedy pozyskana woda zalega dłuższy czas w zbiornikach lub w kolejnych odcinkach sieci wodociągowej. 462 I. ZIMOCH, A. KUŚNIERSKI

3. System oceny zagrożeń i szacowania ryzyka

Występujące w systemach zaopatrzenia w wodę zagrożenia, wymuszają na admini- 6 Izabela ZIMOCH, Andrzej. KUŚNIERSKI stratorach podejmowanie wszelkich działań mających na celu zapewnienie stałych dostaw odpowiedniej jakości wody. Ważne jest więc, aby systemy wodociągowe działały spełniającpoprawnie wym naogi każdym nałożone etapie przepisami procesu międzynarodowymi dostarczania wody, i począwszykrajowymi [od5, 10,ujęcia, 11, 13],poprzez w wielusystem przedsiębiorstwach uzdatniania oraz dystrybucji, wodociągowych i na instalacjach wdrażane są wewnętrznych procedury zarządzania zakończywszy. jakoWścią skład wody działań, oparte takich na systemie wchodzi wielobarierowości między innymi szacowanie ochrony (rys. ryzyka. 1) [12] Dlatego. też, spełnia- jąc wymogi nałożone przepisami międzynarodowymi i krajowymi [5, 10, 11, 13], w wielu przedsiębiorstwachRys. 1.wodociągowych Wielobarierowa wdrażane ochrona sąjakości procedury wody zarządzania[12] jakością wody, oparte na systemie wielobarierowościFig. 1. Multi-Barrier ochrony Approach (rys. 1) [1 [12].2]

Celem nadrzędnym systemuRys 1. Wielobarierowa oceny zagrożeń ochrona i zarządzania jakości wody ryzykiem [12] w odniesieniu do zasobów wody przeznaczonejFig. do 1.spożycia Multi-Barrier jest Approach zapobieganie [12] występowaniu potencjalnych zanieczyszczeń ujmowanej wody substancjami niebezpiecznymi dla zdrowia konsumenta. Zatem podstawę stanowią tu działania prewencyjne związane z minimali- zacją prawdopodobieństwaCelem nadrzędnym systemu wystąpienia oceny tych zagrożeń zagrożeń. i zarządzania ryzykiem w odniesieniu do Bzasobówezpieczeństw wodyo przeznaczonej dostaw wody, do wiąże spożycia się nierozerwalnie jest zapobieganie z potrzebą występowaniu zagwarantow potencjalnycha- nia zanieczyszczeń niezawodności ujmowanej technicznej wody eksploatacji substancjami podsystemu niebezpiecznymi produkcji dla wody. zdrowia Jednym konsumen z - ta. Zatem podstawę stanowią tu działania prewencyjne związane z minimalizacją prawdo- podstawowych czynników gwarantujących zasilanie sieci wodociągowej wodą o wyso- podobieństwa wystąpienia tych zagrożeń. kiej jakości jest prawidłowe funkcjonowanie ciągu technologicznego uzdatniania, Bezpieczeństwo dostaw wody, wiąże się nierozerwalnie z potrzebą zagwarantowania dostosowanego do zmieniających się w czasie parametrów wody pozyskiwanej z zaso- niezawodności technicznej eksploatacji podsystemu produkcji wody. Jednym z podsta- bów naturalnych. W związku z brakiem możliwości zupełnego wyeliminowania zdarzeń wowych czynników gwarantujących zasilanie sieci wodociągowej wodą o wysokiej jako- niepożądanych, zasadnym jest przeprowadzenie analizy oraz oszacowania ryzyka ści jest prawidłowe funkcjonowanie ciągu technologicznego uzdatniania, dostosowanego wystąpienia tego typu zagrożeń. W tym celu w metodyce badawczej wykorzystano do zmieniających się w czasie parametrów wody pozyskiwanej z zasobów naturalnych. metodę matrycową, mającą praktyczne i uniwersalne zastosowanie w szacowaniu W związku z brakiem możliwości zupełnego wyeliminowania zdarzeń niepożądanych, ryzyka w systemach zaopatrzenia w wodę. W procedurach analitycznych, w oparciu o zasadnym jest przeprowadzenie analizy oraz oszacowania ryzyka wystąpienia tego typu klasyczną definicję ryzyka (równanie 1), uwzględniono dwa parametry: prawdopodo- zagrożeń. bieństwo wystąpienia zdarzenia niepożądanego (PN) oraz skutki finansowe generowane w następstwie tego zdarzenia (S) [15, 16]: (1). Analiza literatury [3, 4] oraz wyników badań prowadzonych przez administratorów i organy nadzoru, pozwoliła na wytypowanie najbardziej charakterystycznych czynników mających wpływ na jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi na terenach 6 Izabela ZIMOCH, Andrzej. KUŚNIERSKI spełniając wymogi nałożone przepisami międzynarodowymi i krajowymi [5, 10, 11, 13], w wielu przedsiębiorstwach wodociągowych wdrażane są procedury zarządzania jakością wody, oparte na systemie wielobarierowości ochrony (rys. 1) [12].

Rys. 1. Wielobarierowa ochrona jakości wody [12] Fig. 1. Multi-Barrier Approach [12]

Celem nadrzędnym systemu oceny zagrożeń i zarządzania ryzykiem w odniesieniu do zasobów wody przeznaczonej do spożycia jest zapobieganie występowaniu potencjalnych zanieczyszczeń ujmowanej wody substancjami niebezpiecznymi dla zdrowia konsumenta. Zatem podstawę stanowią tu działania prewencyjne związane z minimali- zacją prawdopodobieństwa wystąpienia tych zagrożeń. Bezpieczeństwo dostaw wody, wiąże się nierozerwalnie z potrzebą zagwarantowania niezawodności technicznej eksploatacji podsystemu produkcji wody. Jednym z podstawowych czynników gwarantujących zasilanie sieci wodociągowej wodą o wysokiej jakości jest prawidłowe funkcjonowanie ciągu technologicznego uzdatniania, dostosowanego do zmieniających się w czasie parametrów wody pozyskiwanej z zaso- bów naturalnych.ROLNICZE W związku ŹRÓDŁA z brakiem ZAGROŻENIA możliwości DLA JAKOŚCI zupełnego WODY DOSTARCZANEJ wyeliminowania KONSUMENTOM zdarzeń 463 niepożądanych, zasadnym jest przeprowadzenie analizy oraz oszacowania ryzyka wystąpieWnia tym tego celu typu w metodycezagrożeń .badawczej W tym celu wykorzystano w metodyce metodę badawczej matrycową, wykorzystano mającą prak - metotycznedę matrycową i uniwersalne, mającą zastosowanie praktyczne wi uniwersalne szacowaniu ryzykazastosowanie w systemach w szacowaniu zaopatrzenia ryzykaw wodę.w syste Wmach procedurach zaopatrzenia analitycznych, w wodę. wW oparciu procedurach o klasyczną analitycznych definicję, wryzyka oparciu (równanie o klasyczn1), ąuwzględniono definicję ryzyka dwa (róparametry:wnanie 1) prawdopodobieństwo, uwzględniono dwa wystąpienia parametry: zdarzenia prawdopod niepożąo- - bieństwodanego wystąpienia (PN) oraz zdarzeniaskutki finansowe niepożądanego generowane (PN) orazw następstwie skutki finansow tego zdarzeniae generowane (S) [15, 16]: w następstwie tego zdarzenia (S) [15, 16]: (1). Analiza literaturyROLNICZE [3, 4] oraz ŻRÓDŁA wynik ZAGRówOŻENIA badań DLA prowadzonychJAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ przez administr KONSUMENTOMatorów i 7 organy nadzoruAnaliza, literaturypozwoliła [3,na 4]wytypowanie oraz wyników najbardziej badań prowadzonych charakterystycznych przez administratorów czynników mającychi organy wpływ nadzoru, na jakość pozwoliła wody na przeznaczonej wytypowanie do najbardziej spożycia przez charakterystycznych ludzi na terenach czynni - kówużytkowanych mających wpływ rolniczo. na jakośćCzynnikami wody tymi przeznaczonej są niewątpliwie do spożycia azotany przez oraz skażenie ludzi na teremikr-o- nachbiologiczne. użytkowanych Zatem rolniczo. w analizie Czynnikami zagrożeń tymi pochodzenia są niewątpliwie rolniczego azotany dla jakości oraz skażenie wody w mikrobiologiczne.prezentowanej metodyce Zatem w analiziebadawczej zagrożeń przyjęto pochodzenia trzy parametry rolniczego tj.: azotany dla jakości (A1), bakteriewody grupy coli (A2) oraz ogólną liczbę mikroorganizmów w temperaturze 22°C (A3), dla w prezentowanej metodyce badawczej przyjęto trzy parametry tj.: azotany (A1), bakterie

grupyktórych coli wyznacza(A2) oraz ogólnąsię częstotliwość liczbę mikroorganizmów wystąpienia niezgodności w temperaturze z rozporządzeniem 22°C (A3), dla któ min- i- rychstra wyznacza zdrowia dotyczącymsię częstotliwość jakości wystąpienia wody przeznaczonej niezgodności do z spożyciarozporządzeniem przez ludzi ministra [13]. W zdrowiaanalizie dotyczącym prawdopodobieństwa jakości wody przeznaczonej wystąpienia do zdarzeń spożycia niepożądanych przez ludzi [13]. uwzględniono W analizie prawdopodobieństwazarówno niezawodność wystąpienia techni cznzdarzeńą pracy niepożądanych podsystemu uwzględnionoprodukcji wody zarówno (PsPrW) nieza jak- i wodnośćjakość ujmowanejtechniczną pracywody. podsystemu Dla rolniczych produkcji jednostek wody osadniczych (PsPrW) jak z uwagi i jakość na ujmowanejliczbę mies z- wody.kańców Dla rolniczychprzyjęto według jednostek klasyfikacji osadniczych Profesora z uwagi Wieczystego na liczbę mieszkańców [14] dwie kategorie przyjęto niezwe-a- długwodności klasyfikacji tj. kategorię Profesora IV Wieczystego (jednostki [14] osadnicze dwie kategorie o liczbie niezawodności mieszkańców tj. od kategorię 1000 do IV50 (jednostki 000) oraz osadnicze kategorię o Vliczbie (jednostki mieszkańców osadnicze od o 1000 liczbie do mies50 000)zkańców oraz kategorię poniżej 100 V (jed0), dla- nostkiktórych osadnicze wskaźnik o liczbie gotowości mieszkańców Kg wynosi poniżejodpowiednio: 1000), 0,9150137dla których i 0,8706849.wskaźnik gotowości Dla przyj ę-

Kgtych wynosi parametrów odpowiednio: A1, A 20,9150137, A3 w ocenie i 0,8706849. zagrożeń pochodzeniaDla przyjętych rolniczego parametrów dla jakościA1, A2 ,wody A3 w określanoocenie zagrożeń kryteria pochodzenia prawdopodobieństwa rolniczego dla zdarzeń jakości niepożądanych wody określano w kryteria oparciu prawdo częstotl- i- podobieństwawość wystąpienia zdarzeń przekroczeń niepożądanych poszczególnych w oparciu częstotliwość parametrów wystąpienia w ciągu zdefiniowan przekroczeńego poszczególnychhoryzontu czasowego: parametrów w ciągu zdefiniowanego horyzontu czasowego: - raz- raz w wciągu ciągu roku, roku, - raz- raz na na pół pół roku, roku , - częściej- częściej niż niż raz raz na na pół pół roku. roku. UwzględniająUwzględniającc zdefiniowane zdefiniowane założenia założenia wystąpieniawystąpienia zdarzeńzdarzeń niepożądanych przyjęto przyjęto wagiwagi (tabela (tabela 3) dla 3) dla wyliczonych wyliczonych prawdopodobieństw prawdopodobieństw stanów stanów pracy pracy PsPrW PsPrW determinowa determin-o- nychwanych niezawodnością niezawodnością techniczną techniczną i jakością i jakością ujmowanej ujmowanej wody, wody, wg formuły: wg formuły:

(2) gdzie: gdzie:Kg(PsPrWi) – wymagany wskaźnik gotowości dla podsystemu produkcji wody dla i- tej kategorii niezawodności, pi(A) – prawdopodobieństwo wystąpienia zagrożenia jakości wody pochodzenia Kg(PsPrWi) – wymagany wskaźnik gotowości dla podsystemu produkcji wody dla i-tej kategorii niezawodności,rolniczego.

pi(A) – prawdopodobieństwo wystąpienia zagrożenia jakości wody pochodzenia Tabelarolniczego. 3. Wagi prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzenia niepożądanego pochodzenia rolniczego Table 3. Probability scales of hazard of agricultural activity

Wagi prawdopodobieństw zagroże- Prawdopodobieństwo dla Prawdopodobieństwo dla nia pochodzenia rolniczego kategorii niezawodności IV kategorii niezawodności V L = 1 ≤ 0,00262 ≤ 0,00256 M = 2 0,00263 ÷ 0,00524 0,00256 ÷ 0,00511 H = 3 0,00525 0,00512

Parametr związany z wielkością strat (S) został określony na podstawie zgromadzonych danych dotyczących wysokości kosztów poniesionych przez administratorów wiejskich systemów zaopatrzania w wodę powiatu głubczyckiego (województwo opolskie) oraz na podstawie danych Powiatowej Stacji Sanitarno – Epidemiologicznej w Głubczycach związanych z kosztami postępowania administracyjnego. Przyjęto trzy kategorie strat małe L (low), średnie M (medium) i duże H(high): ROLNICZE ŻRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM 7 użytkowanych rolniczo. Czynnikami tymi są niewątpliwie azotany oraz skażenie mikrobiologiczne. Zatem w analizie zagrożeń pochodzenia rolniczego dla jakości wody w prezentowanej metodyce badawczej przyjęto trzy parametry tj.: azotany (A1), bakterie grupy coli (A2) oraz ogólną liczbę mikroorganizmów w temperaturze 22°C (A3), dla których wyznacza się częstotliwość wystąpienia niezgodności z rozporządzeniem ministra zdrowia dotyczącym jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi [13]. W analizie prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzeń niepożądanych uwzględniono zarówno niezawodność techniczną pracy podsystemu produkcji wody (PsPrW) jak i jakość ujmowanej wody. Dla rolniczych jednostek osadniczych z uwagi na liczbę miesz- kańców przyjęto według klasyfikacji Profesora Wieczystego [14] dwie kategorie nieza- wodności tj. kategorię IV (jednostki osadnicze o liczbie mieszkańców od 1000 do 50 000) oraz kategorię V (jednostki osadnicze o liczbie mieszkańców poniżej 1000), dla których wskaźnik gotowości Kg wynosi odpowiednio: 0,9150137 i 0,8706849. Dla przyję- tych parametrów A1, A2, A3 w ocenie zagrożeń pochodzenia rolniczego dla jakości wody określano kryteria prawdopodobieństwa zdarzeń niepożądanych w oparciu częstotli- wość wystąpienia przekroczeń poszczególnych parametrów w ciągu zdefiniowanego horyzontu czasowego: - raz w ciągu roku, - raz na pół roku, - częściej niż raz na pół roku. Uwzględniając zdefiniowane założenia wystąpienia zdarzeń niepożądanych przyjęto wagi (tabela 3) dla wyliczonych prawdopodobieństw stanów pracy PsPrW determino- wanych niezawodnością techniczną i jakością ujmowanej wody, wg formuły:

(2) gdzie: Kg(PsPrWi) – wymagany wskaźnik gotowości dla podsystemu produkcji wody dla i- tej kategorii niezawodności, pi(A) – prawdopodobieństwo wystąpienia zagrożenia jakości wody pochodzenia rolniczego. 464 I. ZIMOCH, A. KUŚNIERSKI Tabela 3. Wagi prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzenia niepożądanego pochodze- Tabela. 3. Wagi prawdopodobieństwa wystąpieniania zdarzenia rolniczego niepożądanego pochodzenia rolniczego TableTable. 3. Probability 3. Probability scales scales of of hazard hazard of agriculturalagricultural activity activity

Parametr związany z wielkością strat (S) został określony na podstawie zgromadzo- nychParametr danych związany dotyczących z wielkością wysokości strat kosztów (S) został poniesionych określony na przezpodstawie administratorów zgromadzo- nychwiejskich danych systemów dotyczących zaopatrzania wysokości w wodękosztów powiatu poniesionych głubczyckiego przez administratorów (województwo opowiejl-- skichskie) orazsystemów na podstawie zaopatrzania danych w wodę Powiatowej powiatu Stacjigłubczyckiego Sanitarno (województwo – Epidemiologicznej opolskie) w orazGłubczycach na podstawie związanych danych Powiatowej z kosztami Stacji postępowania Sanitarno administracy– Epidemiologicznejjnego. Przyjęto w Głubczy trzy- cachkategorie związanych strat małe z kosztamiL (low), średnie postępowania M (medium) administracyjnego. i duże H(high): Przyjęto trzy kategorie strat małe L (low), średnie M (medium) i duże H(high): - dostrzegalne zmiany organoleptyczne wody, pojedyncze skargi konsumentów, straty finansowe do 2.5*103 PLN związane z kosztami dodatkowych badań jakości wody w ujęciu i zwiększenia efektywności procesu uzdatniania wody – L = 1, - znaczna, widoczne zmiany organoleptyczne (odczuwalny zapach wody, podwyż- szona barwa i mętność, występowanie zanieczyszczeń bakteriologicznych), liczne skargi, komunikaty, straty finansowe od 2.5*l03 do 5*103 PLN związane z kosztami dodatkowych badań jakości wody w ujęciu i zwiększenia efektywności procesu uzdatniania wody – M = 2, - widoczne zmiany parametrów jakości wody stanowiące potencjalne zagrożenie dla zdrowia konsumenta (odczuwalny zapach, podwyższona barwa i mętność, utrzymu- jące się zanieczyszczenia bakteriologiczne), zaangażowanie profesjonalnych służb technicznych, poważne efekty toksyczne wśród organizmów wskaźnikowych, infor-macje w mediach, straty finansowe powyżej 5*103 PLN związane z potrzebą zapewnienia alternatywnych dostaw w okresie występowania pogorszonej jakości wody w ujęciu i kosztami wyłączenia ujęcia lub określonego obszaru zasilania, koszty dodatkowych badań jakości wody w ujęciu oraz koszty zwiększenia efek- tywności procesu uzdatniania wody, dezynfekcji, koszty procedur postępowania or- ganów nadzoru – H = 3. Ostatnim krokiem metodyki analitycznej jest oszacowanie ryzyka z wykorzystaniem matrycy (tabela 4), łączącej skalę punktowa prawdopodobieństwa (PN) wystąpienia zagro- żenia jakości wody pochodzenia rolniczego oraz skalę następstw (S). Zgodnie z przedsta- wioną matrycą określono trzy kategorie ryzyka: - ryzyko tolerowane – liczba punktów od 1 do 2, - ryzyko kontrolowane – liczba punktów od 3 do 4, - ryzyko nieakceptowane – liczba punktów od 6 do 9. 8 Izabela ZIMOCH, Andrzej. KUŚNIERSKI

 dostrzegalne zmiany organoleptyczne wody, pojedyncze skargi konsumentów, straty finansowe do 2.5*103 PLN związane z kosztami dodatkowych badań jakości wody w ujęciu i zwiększenia efektywności procesu uzdatniania wody – L = 1,  znaczna, widoczne zmiany organoleptyczne (odczuwalny zapach wody, podwyższo- na barwa i mętność, występowanie zanieczyszczeń bakteriologicznych), liczne skargi, komunikaty, straty finansowe od 2.5*l03 do 5*103 PLN związane z kosztami dodatkowych badań jakości wody w ujęciu i zwiększenia efektywności procesu uzdatniania wody – M = 2,  widoczne zmiany parametrów jakości wody stanowiące potencjalne zagrożenie dla zdrowia konsumenta (odczuwalny zapach, podwyższona barwa i mętność, utrzymu- jące się zanieczyszczenia bakteriologiczne), zaangażowanie profesjonalnych służb technicznych, poważne efekty toksyczne wśród organizmów wskaźnikowych, infor- macje w mediach, straty finansowe powyżej 5*103 PLN związane z potrzebą zapewnienia alternatywnych dostaw w okresie występowania pogorszonej jakości wody w ujęciu i kosztami wyłączenia ujęcia lub określonego obszaru zasilania, koszty dodatkowych badań jakości wody w ujęciu oraz koszty zwiększenia efektywności procesu uzdatniania wody, dezynfekcji, koszty procedur postępowania organów nadzoru – H = 3. Ostatnim krokiem metodyki analitycznej jest oszacowanie ryzyka z wykorzystaniem matrycy (tabela 4), łączącej skalę punktowa prawdopodobieństwa (PN) wystąpienia zagrożenia jakości wody pochodzenia rolniczego oraz skalę następstw (S). Zgodnie z przedstawioną matrycą określono trzy kategorie ryzyka:  ryzyko tolerowane – liczba punktów od 1 do 2,  ryzyko kontrolowane – liczba punktów od 3 do 4,  ryzykoROLNICZE nieakceptowane ŹRÓDŁA ZAGROŻENIA – liczba DLA punktów JAKOŚCI WODY od 6 DOSTARCZANEJdo 9. KONSUMENTOM 465

TabelaTabela. 4. 4. Matryca Matryca ryzykaryzyka TableTable. 4. 4. Matrix Matrix ofof risk risk

Waga punktowa prawdopo- Waga punktowa skutków następstw zagrożenia - S dobieństwa - P L=1 M=3 H=3 L = 1 1 2 3 M = 2 2 4 6 H = 3 3 6 9

4. OpisOpis przedmiotu przedmiotu badań badań

Gmina KietrzKietrz usytuowanausytuowana jestjest nnaa płaskowyżu głubczyckim. JestJest toto gmina,gmina, ww którejktórej podstawowym rodzajem działalności działalności gospodarczej, gospodarczej, jest jest rolnictwo. rolnictwo. Działalność Działalność prowadzi prowa- jedendzi jeden duży duży podmiot podmiot zajmujący zajmujący się się produkcją produkcją roślinną roślinną i i zwierzęcą,zwierzęcą, jakjak również kilka spółdzielni rolniczych rolniczych oraz oraz wielu wielu rolników rolników indywidualnych indywidualnych prowadzących prowadzących działalność działalność na niewielkichna niewielkich areałach. areałach. Zwłaszcza Zwłaszcza w w przypadku przypadku rolników rolników indywidualnych,indywidualnych, prowadzonaprowadzona produkcja roślinnaroślinna pozostającapozostająca w w przewadze, przewadze, ma ma wpływ wpływ na nazanieczyszczenie zanieczyszczenie środowiska, środowi- ska,w tym w tymwód wódpowierzchniowych powierzchniowych i podziemnych. i podziemnych. Całość Całość aktywności aktywności gospodarczej gospodarczej na tych na tychterenach terenach uzupełniająROLNICZE uzupełniają zakłady ŻRÓDŁA zakłady ZAGR przemysłuOŻENIA przemysłu DLA metalowego JAKOŚCI metalowego WODY oraz DOSTARCZANEJ drobni oraz drobni przedsiębiorcy KON przedsiębiorcy.SUMENTOM. 9 System zaopatrzenia w wodę gminy Kietrz (tabela 5), stanowi 9 układów zasilania. Największy z nich, to układ zasilania w wodę (UZW) Kietrz zaopatrujący 6950 kon- System zaopatrzenia w wodę gminy Kietrz (tabela 5), stanowi 9 układów zasilania. sumentów. Jest to jednocześnie system, który pozyskuje i dystrybuuje największą ilość Największy z nich, to układ zasilania w wodę (UZW) Kietrz zaopatrujący 6950 konsu- wody przeznaczonej do spożycia (1300 l/d). Pozostałe 8 układów dostarcza do miesz- mentów. Jest to jednocześnie system, który pozyskuje i dystrybuuje największą ilość kańców około 30 % całkowitej produkcji wody w gminie (567 l/d). SZW gminy Kietrz wody przeznaczonej do spożycia (1300 l/d). Pozostałe 8 układów dostarcza do miesz- posiada ujęcia pozyskujące wodę z zasobów o głębokości od 3 m do 25 m. kańców około 30 % całkowitej produkcji wody w gminie (567 l/d). SZW gminy Kietrz posiada ujęcia pozyskujące wodę z zasobów o głębokości od 3 m do 25 m.

TabelaTabela. 4. 4. Charakterystyka Charakterystyka SZWSZW KietrzKietrz TableTable. 4 4.. C Characteristicsharacteristics of WSSWSS in KietrzKietrz

lp. Wodociąg Długość Średnia Liczba mieszkań- Liczba Zakres sieci [km] produkcja ców [tys.] studni [-] głębokości wody [m3/d] studni [m] 1 Kietrz 22,7 1300 6,95 3 21 – 25 2 Chróścielów – 22,0 180 1,51 3 18 – 20 Nasiedle 3 Rozumice 12,3 155 0,69 2 3 – 4,9 4 Nowa Cerekwia 6,9 76 0,85 4 3 – 4 5 Dzierżysław 5,9 62 0,58 2 14 – 16 6 Wojnowice 8,2 58 0,59 3 6,5 – 7,3 7 Kozłówki 1,3 18 0,19 2 4 – 7 8 Wojnowice Osiedle 1,5 12 0,10 2 7,3 9 Gniewkowice 1,0 6 0,05 1 85

Sieć wodociągowa gminy Kietrz wykonana została w przeważającej części ze stali, która stanowi 76,52% całej długości sieci. Pozostała część sieci została wykonana z PVC, PE, żeliwa oraz z przewodów azbestowo-cementowych (stanowią one nadal 5,97% długości sieci wodociągowej). Nadzór nad jakością wody w gminie prowadzi Państwowa Inspekcja Sanitarna oraz administratorzy poszczególnych UZW. Badania wykonywane są zgodnie z wytycznymi Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) oraz prawodawstwa polskiego [13, 17], z często- tliwością konsultowaną z Państwowym Powiatowym Inspektorem Sanitarnym w Głub- czycach. W przypadku stwierdzenia nieprawidłowości, podejmowane są środki administracyjne mające na celu zapewnienie dostawy do konsumenta odpowiedniej jakości wody.

5. Ocena jakości wody w SZW gminy Kietrz

Przeprowadzona ocena jakości, obejmująca zarówno wody pobierane z ujęć jak i w różnych punkach w podsystemie jej dystrybucji, oparta została na interpretacji wyty- powanych wcześniej parametrów. Są nimi: azotany oraz czynniki mikrobiologiczne (bakterie grupy coli oraz ogólna liczba mikroorganizmów w temperaturze 22°C). Bada- nia przeprowadzono w oparciu o pozyskane dane z okresu 2010 – 2015. Próby wody były pobierane w okresie całego roku z różną częstotliwością. 466 I. ZIMOCH, A. KUŚNIERSKI

Sieć wodociągowa gminy Kietrz wykonana została w przeważającej części ze stali, która stanowi 76,52% całej długości sieci. Pozostała część sieci została wykonana z PVC, PE, żeliwa oraz z przewodów azbestowo-cementowych (stanowią one nadal 5,97% dłu- gości sieci wodociągowej). Nadzór nad jakością wody w gminie prowadzi Państwowa Inspekcja Sanitarna oraz administratorzy poszczególnych UZW. Badania wykonywane są zgodnie z wytycznymi Świa- towej Organizacji Zdrowia (WHO) oraz prawodawstwa polskiego [13, 17], z częstotliwo- ścią konsultowaną z Państwowym Powiatowym Inspektorem Sanitarnym w Głubczycach. W przypadku stwierdzenia nieprawidłowości, podejmowane są środki administracyjne ma- jące na celu zapewnienie dostawy do konsumenta odpowiedniej jakości wody.

5. Ocena jakości wody w SZW gminy Kietrz

Przeprowadzona ocena jakości, obejmująca zarówno wody pobierane z ujęć jak i w różnych punkach w podsystemie jej dystrybucji, oparta została na interpretacji wy- typowanych wcześniej parametrów. Są nimi: azotany oraz czynniki mikrobiologiczne (bakterie grupy coli oraz ogólna liczba mikroorganizmów w temperaturze 22°C). Badania przeprowadzono w oparciu o pozyskane dane z okresu 2010 – 2015. Próby wody były pobierane w okresie całego roku z różną częstotliwością. 10 Izabela ZIMOCH, Andrzej. KUŚNIERSKI

5.1 Analiza5.1. Analiza zawartości zawartości azotanów azotanów w wodzie w wodzie W ramach przeprowadzonych prac badano zmienność stężeń azotanów w wodzie W surowejramach przeprowadzonychw poszczególnych ujęciach prac badano oraz w zmiennośćwodzie w różnych stężeń punktachazotanów sieci w wodzie wodoci suroweją- w poszczególnychgowej (rys. 2) .ujęciach oraz w wodzie w różnych punktach sieci wodociągowej (rys. 2).

Mediana; Współczynnik: 25%-75%; Wąs: Zakres nieodstających 80

60 ] 3 50

20 Stężenie azotnaów [mg/dm azotnaów Stężenie

Mediana 0 25%-75% Zakres nieodstających -10 Odstające Ujęcie Sieć E kstre m a l n e

RysRys. 2. 2. Zmienność Zmienność stężeństężeń azotanów w wodzie dla SZW Kietrz Kietrz Fig.Fig. 2. Variability ofof nitratenitrate concentration concentration in in the the water water for for WSS WSS Kietrz

Przeprowadzona analiza wykazała dużą zmienność stężeń azotanów w wodzie. W przypadku wody surowej dla całego systemu w gminie Kietrz, poziomy azotanów wahały się w granicach od 8,54 [mg/dm3] do 66,1 [mg/dm3]. Woda uzdatniona, pobie- rana w reprezentatywnych punktach sieci zawierała odpowiednio od 0,18 [mg/dm3] do 70,79 [mg/dm3] azotanów w badanych próbach. Rozkład stężeń dla poszczególnych ukła- dów zasilania charakteryzował się dużą zmiennością. Najwyższe stężenia azotanów odnotowano w UZW Gniewkowice, dla którego w rozpatrywanym okresie badawczym woda surowa zawierała od 38,62 [mg/dm3] do 66,10 [mg/dm3] azotanów. Średnie stężenia azotanów w wodzie surowej w tym układzie zasila-nia osiągnęło poziom 55,51 [mg/dm3], co istotnie przełożyło się na prawdopo- dobieństwo przekroczenia wartości NDS, wynoszące aż 0,.86. Podobna sytuacja miała miejsce w tym samym układzie dla wody pobieranej z sieci wodociągowej. W tym przypadku stężenie azotanów w wodzie uzdatnionej wahało się pomiędzy 38,85 [mg/dm3] a 63,10 [mg/dm3]. Przekroczenia stężenia azotanów odnotowano również w studniach UZW Rozu- mice, w których aż w sześciu pobranych próbach stężenie przyjmowało wartości od 50,90 [mg/dm3] do 56,80 [mg/dm3], w tym przypadku średnie stężenie azotanów w horyzoncie czasowym 2010 – 2015 wynosiło 43,59 [mg/dm3], a prawdopodobień- stwo przekroczenia wartości NDS osiągnęło poziom 0,44. Jakość ujmowanej wody w UZW Rozumice przekładała się na występowanie ponadnormatywnych stężeń azotanów w wodzie dostarczanej do konsumentów, których zmienność obejmowała zakres stężeń od 17,86 [mg/dm3] do 70,79 [mg/dm3], dla wartości średniej na poziomie 43,91 [mg/dm3]. Prawdopodobieństwo przekroczenia NDS w wodzie z sieci wyniosło 0,19.

5.2 Analiza zanieczyszczeń mikrobiologicznych wody

Ocena jakości wody dla systemu zaopatrzenia w wodę gminy Kietrz została przeprowadzona także pod kątem występowania w badanych próbach czynników mikrobiologicznych. Badania wykonano w odniesieniu do bakterii grupy coli oraz ogólnej liczby mikroorganizmów w temperaturze 22°C. Analizy prowadzone były w tym przypadku, podobnie jak poprzednio zarówno w wodzie surowej, jak i w wodzie uzdatnionej w róż- nych reprezentatywnych punktach sieci. Zmienność mikroorganizmów w wodzie przedstawiono na rysunku 3. ROLNICZE ŻRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM 11

Przekroczenia stężenia azotanów odnotowano również w studniach UZW Rozumice, w których aż w sześciu pobranych próbach stężenie przyjmowało wartości od 50,90 [mg/dm3] do 56,80 [mg/dm3], w tym przypadku średnie stężenie azotanów w horyzoncie czasowym 2010 – 2015 wynosiło 43,59 [mg/dm3], a prawdopodobieństwo przekroczenia wartości NDS osiągnęło poziom 0,44. Jakość ujmowanej wody w UZW Rozumice przekładała się na występowanie ponadnormatywnych stężeń azotanów w wodzie dostarczanej do konsumentów, których zmienność obejmowała zakres stężeń od 17,86 [mg/dm3] do 70,79 [mg/dm3], dla wartości średniej na poziomie 43,91 [mg/dm3]. Prawdopodobieństwo przekroczenia NDS w wodzie z sieci wyniosło 0,19.

5.2. Analiza zanieczyszczeń mikrobiologicznych wody

Ocena jakości wody dla systemu zaopatrzenia w wodę gminy Kietrz została przeprowadzona także pod kątem występowania w badanych próbach czynników mikrobiologicznych. Badania wykonano w odniesieniu do bakterii grupy coli oraz ogólnej liczby mikroorganizmów w temperaturze 22°C. Analizy prowadzone były w tym przypadku, podobnie jak poprzednio zarówno w wodzie surowej, jak i w wodzie uzdatnionej w 468 różnychI. ZIMOCH, reprezentatywnych A. KUŚNIERSKI punktach sieci. Zmienność mikroorganizmów w wodzie przedstawiono na rysunku 3.

Mediana; Współczynnik: 25%-75%; Wąs: Zakres nieodstających 160

140 300 [liczba/ml] 120

100

Liczba bakterii [liczba/ml] 20

-20

Mediana Sieć Grupa Coli Grupa Sieć

Ujęcie Grupa Coli Grupa Ujęcie 25%-75% Zakres nieodstających Odstające Sieć ogólna liczba kolonii liczba ogólna Sieć

Ujęcie ogólna liczba kolonii liczba ogólna Ujęcie E kstre m a l n e

Rys.Rys 3.3. Zmienność Zmienność liczby liczby mikroorganizmów mikroorganizmów w w wodzie wodzie dla dla SZW SZW Kietrz Kietrz Fig. 3. Variability of microorganisms in the water for WSS Kietrz Fig. 3. Variability of microorganisms in the water for WSS Kietrz

W rozpatrywanym horyzoncie czasowym (2010 – 2015) obecność bakterii grupy coli stwierdzano incydentalnie w 7 na 9 UZW. Obecność bakterii tej grupy stwierdzano za- równo w wodzie surowej, jak i w wodzie uzdatnionej. Podobna sytuacja miała miejsce w przypadku ogólnej liczby kolonii w temperaturze 22°C. Ich obecność stwierdzano w 5 na 9 układów (tj. UZW: Kietrz, Dzierżysław, Wojnowice, Nowa Cerekwia, Wojno- wice Osiedle) zarówno w wodzie surowej jak i uzdatnionej, pobieranej z sieci. Istotnym jest fakt, że analiza wykazała szczególnie liczne próby zawierające mikroorganizmy w roku 2015, w UZW Nowa Cerekwia ujmujących wodę zaledwie z głębokości 4 m. W całym SZW Kietrz stwierdzono występowanie zanieczyszczeń mikrobiologicznych głównie w studniach czerpiących wodę z płytszych warstw wodonośnych (do 10 m), natomiast w UZW eksploatujących studnie o głębokości powyżej 10 m zdarzenie to miało charakter incydentalny. Zatem przeprowadzona analiza wykazała wyraźny wpływ głębo- kości studni na obecność mikroorganizmów w ujmowanej wodzie. Dla 3 układów (UZW: Wojnowice, Nowa Cerekwia oraz Wojnowice Osiedle), w których głębokość studni waha się od 3 do 7,3 m, badania wykazały największe zagrożenie bakteriologicznego skażenia wody, pochodzenia rolniczego. Z punkt bezpieczeństwa dostaw wody istotnym jest także fakt, że we wszystkich 3 UZW, ujęcia usytuowane były w bezpośredniej bliskości pól uprawnych rolników indywidualnych. 12 Izabela ZIMOCH, Andrzej. KUŚNIERSKI

W rozpatrywanym horyzoncie czasowym (2010 – 2015) obecność bakterii grupy coli stwierdzano incydentalnie w 7 na 9 UZW. Obecność bakterii tej grupy stwierdzano zarówno w wodzie surowej, jak i w wodzie uzdatnionej. Podobna sytuacja miała miejsce w przypadku ogólnej liczby kolonii w temperaturze 22°C. Ich obecność stwierdzano w 5 na 9 układów (tj. UZW: Kietrz, Dzierżysław, Wojnowice, Nowa Cerekwia, Wojnowice Osiedle) zarówno w wodzie surowej jak i uzdatnionej, pobieranej z sieci. Istotnym jest fakt, że analiza wykazała szczególnie liczne próby zawierające mikroorganizmy w roku 2015, w UZW Nowa Cerekwia ujmujących wodę zaledwie z głębokości 4 m. W całym SZW Kietrz stwierdzono występowanie zanieczyszczeń mikrobiologicznych głównie w studniach czerpiących wodę z płytszych warstw wodonośnych (do 10 m), natomiast w UZW eksploatujących studnie o głębokości powyżej 10 m zdarzenie to miało charakter incydentalny. Zatem przeprowadzona analiza wykazała wyraźny wpływ głębokości studni na obecność mikroorganizmów w ujmowanej wodzie. Dla 3 układów (UZW: Wojnowice, Nowa Cerekwia oraz Wojnowice Osiedle), w których głębokość studni waha się od 3 do 7,3 m, badania wykazały największe zagrożenie bakteriologicznego skażenia wody, pochodzenia rolniczego. Z punkt bezpieczeństwa dostaw wody istotnym jest także fakt, że we wszystkich 3 UZW, ujęcia usytuowane były w bezpośredniej bliskości pól uprawnych rolników indywidualnych. ROLNICZE ŹRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM 469

6. Analiza ryzyka dla rolniczych zagrożeń występujących 6. Analizaw SZW ryzyka Kietrz dla rolniczych zagrożeń występujących w SZW Kietrz

W pracy pracy oceny oceny niezawodności niezawodności systemu systemu dokonano dokonano dla wydzielonych wydzielonych,, na na podstawie podstawie liczby mieszkańcówmieszkańców,, kategorii niezawodnościniezawodności SZW SZW [14].[14]. Zgodnie zz określonymiokreślonymi krytkrytee-- riami dwa UZWUZW (tj. Kietrz oraz Chróścielów–Nasiedle)Chróścielów–Nasiedle) zaliczono do IV kategoriikategorii niezniezaa-- wodności, natomiast ww przypadkuprzypadku 7 7 UZW UZW (tj.(tj. Rozumice,Rozumice, NowaNowa Cerekwia,Cerekwia, Dzierżysław,Dzierżysław, WojnoWojnowice,wice, Kozłówki, Wojnowice Wojnowice Osiedle Osiedle oraz oraz Gniewkowice) Gniewkowice) przyjęto przyjęto kategorię kategorię V. Wymagane wartości wartości wskaźników wskaźników gotowości gotowości PsPrW PsPrW dla d powyższychla powyższych kategorii, kategorii, przy przy za- założeniułożeniu równo-rzędności równorzędności systemów systemów produkcji produkcji i dystrybucji i dystrybucji wody, wody wynoszą, wynoszą odpowiednio: odpowiednio:K =0.95656348 KIV=0.95656348 oraz oraz K =0,93310498 KV=0,93310498 [14]. [14]. IV V TabelaTabela. 5. Prawdopodobieństwo 5. Prawdopodobieństwo pogorszenia pogorszenia jakości jakości wody wody w wyniku w wyniku działalności działalności rolniczej roln i- dlaczej UZW dla gminy UZW Kietrz gminy Kietrz TableTable. 5. Pr 5.obability Probability of of water water qualityquality deterioration deterioration as aas result a result of agricultural of agricultural activities activities for AWS for KietrzAWS municipality Kietrz municipality

UZW Prawdopodobieństwa Prawdopodobieństwo Waga przekroczeń jakości wody PN prawdopodobieństwa Kietrz 0,00273823 0,005239 2 Chróścielów – Nasiedle 0,00 0,00 1 Rozumice 0,01369113 0,012775 3 Nowa Cerekwia 0,00821468 0,007665 3 Dzierżysław 0,00273823 0,002555 1 Wojnowice 0,010952903 0,01022 3 Kozłówki 0,00 0,00 1 Wojnowice Osiedle 0,002738226 0,0038335 2 Gniewkowice 0,062979189 0,058766 3

W przeprowadzonej analizie, na podstawie zgromadzonych danych o jakości wody, wyznaczono zdarzenia, w których ujmowana woda charakteryzowała się przekroczonymi dopuszczalnych stężeń dla azotanów (A1), bakterii grupy coli (A2) oraz ogólnej liczby mikroorganizmów w 22°C (A3), na podstawie których (dla poszczególnych UZW gminy Kietrz) wyznaczono prawdopodobieństwo występowania wody, która zawierała za- nieczyszczeń pochodzenia rolniczego (tabela 5) oraz prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia niepożądanego PN w efekcie negatywnego wpływu działalności rolniczej na jakość ujmowanej wody. W oparciu o zgromadzone dane dotyczących konsekwencji wystąpienia zmian jakości wody w następstwie działalności rolniczej w obszarach eksploatacji ujęć, w kolejnym kroku procedury analitycznej poszczególnym UZW przypisano kategorie skutków S, zgodnie z przyjętą w metodyce badawczej klasyfikacją (rozdział 4). Pozwoliło to na ostateczne oszacowanie ryzyka zmian jakości wody w efekcie zagrożeń pochodzenia rolniczego w SZW gminy Kietrz (tabela 6). ROLNICZE ŻRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM 13

W przeprowadzonej analizie, na podstawie zgromadzonych danych o jakości wody, wyznaczono zdarzenia, w których ujmowana woda charakteryzowała się przekroczonymi dopuszczalnych stężeń dla azotanów (A1), bakterii grupy coli (A2) oraz ogólnej liczby mikroorganizmów w 22°C (A3), na podstawie których (dla poszczególnych UZW gminy Kietrz) wyznaczono prawdopodobieństwo występowania wody, która zawierała zanieczyszczeń pochodzenia rolniczego (tabela 5) oraz prawdopodobieństwo wystąpie- nia zdarzenia niepożądanego PN w efekcie negatywnego wpływu działalności rolniczej na jakość ujmowanej wody. W oparciu o zgromadzone dane dotyczących konsekwencji wystąpienia zmian jako- ści wody w następstwie działalności rolniczej w obszarach eksploatacji ujęć, w kolejnym kroku procedury analitycznej poszczególnym UZW przypisano kategorie skutków S, zgodnie z przyjętą w metodyce badawczej klasyfikacją (rozdział 4). Pozwoliło to na ostateczne oszacowanie ryzyka zmian jakości wody w efekcie zagrożeń pochodzenia 470 rolniczegoI. ZIMOCH, A.w KUŚNIERSKI SZW gminy Kietrz (tabela 6).

Tabela.Tabela 6. 6 . Ryzyko Ryzyko zagrożeń zagrożeń rolniczych rolniczych dla jakości dla jakości dostaw dostaw wody w wody SZW gminy w SZW Kietrz gminy Kietrz Table.Table 6.6 .The The risk risk of of the the water water quality quality changes changes in Kietrz in WSSKietrz due WSS to agriculturaldue to agricultural hazards hazards

Wodociąg PN S Waga Kategoria ryzyka ryzyka Kietrz 2 1 2 tolerowane Chróścielów – Nasiedle 1 1 1 tolerowane Rozumice 3 1 3 kontrolowane Nowa Cerekwia 3 1 2 tolerowane Dzierżysław 1 2 2 tolerowane Wojnowice 3 1 3 kontrolowane Kozłówki 1 1 2 tolerowane Wojnowice Osiedle 2 2 4 kontrolowane Gniewkowice 3 1 3 kontrolowane

InterpretującInterpretując wyznaczone wyznaczone ryzyko ryzyko stwierdzono stwierdzono zatem, zatem, że dla żeSZW dla Kietrz SZW Kietrz w 5 przy w 5- przy- padkachpadkach ryzyko ryzyko sklasyfikowano sklasyfikowano jako jako tolerowane, tolerowane, natomiastnatomiast ww 4 przypadkach przypadkach ryzyko ryzyko określonookreślono jako kontrolowane.jako kontrolowane. Nie stwierdzono Nie stwierdzono natomiast natomiast przypadku przypadku UZW, UZW, dla którego dla którego zagrożeniazagrożenia pochodzenia pochod zerolniczegonia rolniczego klasyfikowałyby klasyfikowały goby godo dokategorii kategorii nieakceptowanego nieakceptowanego ryzykaryzyka zagrożeń zagrożeń zmian zmian jakości jakości wody wody dostarczanej dostarczanej konsumentom. konsumentom Z . analizyZ analizy poszcze poszczegó- l- gólnychnych układów układów zasilania zasilania w wwodę wodę SZW SZW Kietrz Kietrz wynika wynika również, również, że że skutki skutki finansowe, finansowe, w w ograniczonymograniczonym stopniu stopniu były były konsekwencją konsekwencją stwierdzonych stwierdzonych kategorii kategorii ryzyk. ryzyk.

7. 7.Wnioski Wnioski

OcenaOcena zmian zmian jakości jakości wody wody ujmowanej ujmowanej z zasobów z zasobów podziemnych podziemnych w okresie w okresie 2010-2015 2010-2015 w systemiew systemie zaopatrzania zaopatrzania gminy gminy Kietrz Kietrz potwierdza potwierdza przydatność przydatność zaproponowanej zaproponow anejmetody metody matrycowejmatrycowej oceny oceny zagrożeń zagrożeń w analizie w analizie ryzyka ryzyka funkcjonowania funkcjonowania SZW zlokalizowanychSZW zlokalizowanych na na obszarachobszarach intensywnie intensywnie użytkowanych użytkowanych rolniczo. rolniczo. PrzyjętePrzyjęt w metodycee w metodyce parametry parametry jakości jakości wody wody tj. azotany, tj. azotany, bakterie bakterie grupy grupy coli, coli, ogól ogólna- na liczbaliczba mikroorganizmów mikroorganizmów w wtemperaturze temperaturze 22°C, 22°C w, pełniw pełni pozwalają pozwalają na ocenę na oc wpływuenę wpływu działalności rolniczej na jakości wód podziemnych. Ocena ta umożliwia opracowanie niezbędnych działań prewencyjnych w obszarze ujęć wody, celem zmniejszenia negatyw- nych skutków rolniczych zagrożeń dla jakości zasobów wód podziemnych. Zarówno zawartość azotanów, jak i obecność czynników biologicznych w badanych próbach pobranych w różnych UZW w gminie Kietrz ma ścisły związek z głębokością studni, będących źródłem zasilania systemu wodociągowego. Im ujmowana woda po- chodzi z głębszych zasobów podziemnych tym ryzyko zagrożenia rolniczego zanieczyszczenia maleje. Najczęściej zanieczyszczania mikrobiologiczne odnotowano w wodzie w studniach o głębokości niewiększej niż 10 m (UZW Nowa Cerekwia, UZW Wojnowice i UZW Wojnowice Osiedle). Wyznaczone na podstawie zgromadzonych danych ryzyko zmian jakości wody w skutek zanieczyszczeń pochodzenia rolniczego w SZW Kietrz pozwala na wyznaczanie UZW o największym ryzyku zagrożeniu utraty bezpieczeństwa dostaw wody. Przepro- wadzona analiza ryzyka w poszczególnych UZW w gminie Kietrz wykazała, iż ryzyko to klasyfikowane jest w większości przypadków do kategorii ryzyka tolerowanego lub kontrolowanego, co znalazło odzwierciedlenie w rolniczym sposobie użytkowania terenu. ROLNICZE ŹRÓDŁA ZAGROŻENIA DLA JAKOŚCI WODY DOSTARCZANEJ KONSUMENTOM 471

Bibliografia

1) Główny Urząd Statystyczny, Departament Badań Regionalnych i Środowiska. Ochrona Środowiska 2014. Warszawa 2014 2) Czajkowska A., Stopień zanieczyszczenia związkami biogennymi płytkich wód podziemnych w zagospodarowanej rolniczo części zlewni Bielawki, Górnictwo I Geologia, 2010, 5(4) 91-103 3) Oppeltova P., Agriculture and water sources protection zones, Conference Title Soil and Water Engineering. International Conference of Agricultural Engineering - CIGR- AgEng 2012: agriculture and engineering for a healthier life, Valen-cia, Spain, 8-12 July 2012 4) Massaruto A., Agriculture, water resources and water policies in Italy, FEEM Working Paper, 1999, 33 5) Ustawa z dnia 18 lipca 2001r. Prawo Wodne /Dz. U. z 2015 poz. 469, 1590, 1642/ 6) Kaca E., Zagrożenia wynikające ze stanu sanitarnego wsi, Problemy Inżynierii Rol- niczej, 2010, 3 5-15 7) Maciszczyk A. and Dobrzański D., Hydrogeochemia. Strefy aktywnej wyminy wód podziemnych, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007 8) Jasiewicz Cz. And Baran A., Rolnicze źródła zanieczyszczenia wód–biogeny, Journal of Elementology, Kwartalnik PolskiegoTowarzystwa Magnezologicznego, 2006, 11(3) 367-377 9) Halicki W., Restrukturyzacja rolnictwa w Polsce I jej wpływ na jakość wód podziemnych ujmowanych dla celów wodociągowych, INSTAL, 2011, 9 68-72 10) Dyrektywa Rady 98/83/WE z dnia 3 listopada 1998r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi /Dz. U. UE-L 330 z 5.12.1998/ 11) Dyrektywa Komisji (UE) 2015/787 z dnia 6 października 2015r. zmieniająca za- łącznik II oraz III do dyrektywy Rady 98/83/WE w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi /Dz.U. UE-L 260/6 z 7.10.2015r./ 12) From Source to Tap. The Multi-barrier approach to safe drinking water. Canadian of Ministers of the Environment, 2002 13) Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 listopada 2015r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do picia /Dz. U. poz. 1989/ 14) Wieczysty Niezawodność systemów wodociągowych I kanalizacyjnych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 1990. 15) Rak R.J. and Tchórzewska-Cieślak B, Metody analizy i oceny ryzyka w systemie zaopatrzania w wodę. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2005 16) Rak R.J. Istota ryzyka w funkcjonowaniu systemu zaopatrzania w wodę. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2005 17) Guidelines for drinking-water quality. Third edition. Volume 1. Recommendations, WHO, Geneva, 2004