Scenariusze zagrożenia wód podziemnych związkami azotu na terenach rolniczych na przykładzie zlewni Osownicy (Dorzecze Liwca).

Głównym celem pracy doktorskiej była prezentacja scenariuszy zagrożenia wód podziemnych związkami azotu, czyli ocena podatności specyficznej oparta na uzyskanej wielkości ładunku azotu wnoszonego do warstwy wodonośnej z powierzchni terenu wraz z infiltrującymi wodami. Przyjęte scenariusze zagrożenia wynikały z trendów obecnie zachodzących zmian w strukturze zagospodarowania obszaru badań. Ich realizacja miała za zadanie wskazanie kierunków najlepszych dla utrzymania lub poprawy jakości wód podziemnych przy ograniczeniach związanych z ogólnie pojętymi zasadami zrównoważonego rozwoju. Przedstawione scenariusze dotyczyły zarówno przypowierzchniowego poziomu wodonośnego, jak i głębszego poziomu wodonośnego o charakterze użytkowym. Realizacja pracy wymagała wieloetapowości działań: rozpoznania warunków hydrogeologicznych i ich schematyzacji do tzw. hydrostref, oceny wielkości zasilania infiltracyjnego w oparciu o wyniki hydrodynamicznych badań modelowych, oceny podatności naturalnej na zanieczyszczenia (wykonanej metodami DRASTIC i MRT) wraz z określeniem niepewności tych metod, rozpoznania struktury i sposobu zagospodarowania przestrzennego obszaru i wprowadzenia własnej klasyfikacji oraz wskazania tendencji zmian w użytkowaniu, a także charakterystyki hydrogeochemicznej wód przypowierzchniowego poziomu wodonośnego, ze szczególnym wskazaniem na przestrzenne zmiany stężeń mineralnych związków azotu. Zebrane dane zostały sklasyfikowane w trzy grupy zmiennych: zmiennych chemicznych, hydrogeologicznych i zmiennych związanych z zagospodarowaniem terenu. Grupy te wykorzystane zostały w analizie czynnikowej, którą przeprowadzono w celu identyfikacji procesów formujących skład chemiczny wód podziemnych. Zastosowano dwa warianty analizy, różniące się ilością danych hydrochemicznych (chemiczne analizy wskaźnikowe i analizy podstawowe). W każdym wariancie stwierdzono obecność pięciu procesów formujących skład chemiczny, z których trzy wystąpiły w obu wariantach. Stwierdzono, że najsilniej oddziałującym procesem jest wymywanie azotanów z obszaru wysoczyzny. Wartości czynnikowe w punktach obserwacyjnych umożliwiły oszacowanie wartości wskaźników wymycia azotanów z profilu glebowego do wód podziemnych. W celu prezentacji scenariuszy zagrożenia związkami azotu zastosowano szereg założeń, m.in.: dotyczyły one jedynie zagrożenia wód podziemnych ze strony azotanów, ze względu na niskie stężenia jonów amonowych i azotanowych, które nie stanowią takiego zagrożenia, określały końcowy efekt zmian zagospodarowania terenu wyrażony zmianą zagrożenia azotanami. Przedstawione zmiany w strukturze zagospodarowania wynikały z tendencji zachodzących nie tylko na badanym obszarze, ale również na obszarze Polski, a prezentowane zmiany miały prowadzić do dywersyfikacji krajobrazu rolniczego, co powodowałoby zmniejszenie zagrożenia zanieczyszczeniem obszarowym pochodzenia rolniczego. Opracowano 4 scenariusze w 12 wariantach. Scenariusze dotyczyły: aktualnego zagrożenia azotanami, określonego w wyniku obliczenia ładunku azotu całkowitego wymywanego z profilu glebowego, zagrożenia w wyniku zmiany sposobu zagospodarowania terenu na skutek zalesienia nieużytków i wyłączenia z produkcji gleb o najniższej produktywności, zagrożenia zanieczyszczeniem azotanami w wyniku występowania lub wprowadzania do krajobrazu nowych zadrzewień śródpolnych jako preferowanego działania w ramach współczesnych nurtów badań, np. agroleśnictwa. Wykonano również scenariusze określające zmiany stężenia azotanów w wodach ujmowanych z głównego użytkowego poziomu wodonośnego, definiując działania pożądane z punktu widzenia poprawy jakości wód oraz działania mogące spowodować wystąpienie zagrożenia lub zanieczyszczenia wód podziemnych.