1. обхват на насоките

Мониторинг на замърсителите в седиментите и твърди частици в суспензия

Рутинни измервания на зоните за вземане на проби в сладководните води в басейна на р. Елба и в естуарите в Северно море започнаха между 1980 г. и 1990 г. за проучване на времевото и пространственото развитие на концентрациите на замърсители, свързани с частици

Федерален институт по хидрология, Кобленц

Елба:www.arge-elbe.de/wge/Download/DDaten.php; www.arge-elbe.de/wge/Download/DBerichte.php

Heininger, P., Schild, R., de Beer, K., Planas, C., Roose, P., Sortkjaer, O: International pilot study fort he determination of riverine inputs of PAHs to the maritime area on the basis of a harmonised methodology. Federal Environmental agency. Research report 299 22 286, UBA-FB 00343e;

Ackermann, F., Schubert, B. (2007): Trace metals as indicators for the dynamics of (suspended) particulate matter in the tidal reach of the River Elbe.- In: U. Förstner und B. Westrich (ed.): Sediment Dynamics and Pollutant Mobility in Rivers, Chapter 7.4: S. 296-304. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, ISBN-Nr. 978-3-540-34782-8);

Schubert, B., Pies, C., Heil, C.: Schadstoffmonitoring von Schwebstoffen und Sedimenten in Ästuaren (Мониторинг на замърсителите замърсители в суспендирани частици и седименти в естуарите).- In: Aspekte des Schadstoffmonitoring an Schwebstoffen und Sedimenten in der aquatischen Umwelt, 18. Chemisches Kolloquium, 16.-17.06.2009, Koblenz;

Насочващ документ 19: Конкретно проучване „ Conversion of pollutant concentrations measured in suspended particulate matter (SPM) into total concentrations in the whole water sample;

Claus, E.: Empfehlung für Schwebstoffuntersuchungen an Überblicksmessstellen im Elbeeinzugsgebiet; ordered by: Ad-hoc-Arbeitsgruppe der Arbeitsgruppe Oberflächenwasser der Flussgebietsgemeinschaft Elbe, 2010 (чернова).

На повърхността на водата някои от приоритетните вещества са предимно адсорбирани до твърди тела, т.е. седименти и твърди частици в суспензия. За оценка на тенденцията тези замърсители се проследяват в седименти и твърди частици в суспензия. За откриване на тенденцията на свързани с частиците замърсители в твърдо състояние пробите трябва да представят определен период на утаяване. За седиментите дълбочината на измерването трябва да отразява разглеждания период, т.е. трябва да е известна скоростта на утаяване. Често пъти обаче тя не е известна или е твърде малка, за да представя надеждно повърхностния седимент за определен период , за една година например. Пробните периоди за твърди частици в суспензия обаче са добре определени и твърдите частици в суспензия могат да се използват като алтернатива на седиментите за мониторинг на тенденциите. Целта на това конкретно проучване е да се подкрепи използването на твърди частици в суспензия за мониторинг на тенденциите и проверка на съответствието, където е необходимо.

Конкретен мониторинг на замърсителите, адсорбирани от твърдите частици в суспензия и седименти.

Резултатите от мониторинга могат да подкрепят мониторинга на тенденциите на замърсители при седиментите и проверката на съответствието с EQS, където е приложимо за седименти на европейско или национално ниво.

В няколко станции край сладководните води в басейна на р. Елба и естуарите на Северно море замърсители, свързани с твърди частици, се проследяват в седиментите и твърдите частици в суспензия. В районите с ниска хидродинамична енергия с финозърнести седименти и високи скорости на утаяване проби от седиментите се взимат на случаен принцип или като седиментна проба. Но ако липсват райони с ниска енергия, твърдите частици в суспензия се вземат за проба от седиментни „капани“ за обичаен период от 4 седмици или чрез проточни центрофуги за периоди от няколко часа. Честотата на взимането на седиментни проби варира от 1-2 проби на място до 12 проби на място. Твърдите частици в суспензия обикновено се взимат за проба 12 пъти на място. Честотата на взимане на проби зависи от хидроморфоложкия режим и скоростта на утаяване.

Тъй като замърсителите проявяват силна склонност да се събират във финозърнести частици и органична материя, извършва се корекция на разликите в разпределянето на зрънцата по размер (нормализация), освен ако пробите не покажат подобен състав. Оценката на концентрациите на замърсителите взема предвид речния поток. Особено в естуарите концентрациите са силно повлияни от сладководния приток.

Програмите за мониторинг се осъществуяват от Работната комисия за опазване на р. Елба (ARGE Elbe) и Федералния институт по хидрология за повече от 10-20 години. Една надеждна оценка на тенденциите изисква дългосрочни измервания. Сравнителните измервания показват, че концентрациите на замърсители в резултат на мониторинг на седиментите и в твърди частици в суспензия от една и съща или съседни станции са приблизително еднакви, ако потенциалните различия в състава на пробите са коригирани и седиментните проби отразяват период на утаяване, подобен на този на твърдите частици в суспензия.

Взимането на проби от повърхностните седименти отнема по-малко време, усилие и разходи, отколкото взимането на проби от твърди частици в суспензия, и лесно предоставя достатъчно количество проби за анализ. Обикновено корекцията на големината на зрънцата е необходима за седиментите, освен ако пробите не са предимно финозърнести. Също така концентрациите на замърсители в твърдите частици в суспензия, взети със седиментни „капани“, трябва да се нормализират, тъй като фините частици не могат да се отделят напълно. При използване на центрофуга за взимане на проба твърди частици в суспензия не се изисква допълнително коригиране на големината на зрънцата. Обикновено седиментите не отразяват определен период, освен ако високата скорост на утаяване не преобладава. За разлика от тях, от твърдите частици в суспензия могат да бъдат взети проби за определен период. Може да се приложи взимане на проби за твърди частици в суспензия, ако техните концентрации са по-големи от 10 mg/l.

• 
  Взетите със седиментни „капани” седиментни проби и твърдите частици в суспензия трябва да се нормализират, като се анализира фината част.
  
• 
  Честотата на пробите трябва да вземе предвид хидродинамиката и скоростта на утаяване, преобладаваща в зоните за вземане на проби.
  
• 
  Особено когато се използват твърди частици в суспензия, оценката трябва да вземе предвид речния поток. Също при естуарите сладководният поток следва да се вземе предвид при оценката.
  
• 
  За надеждна оценка на тенденциите периодите от време трябва да са по-продължителни от 10 години.
  

Седиментни ядра за ретроспективен мониторинг на замърсителите в езерата.

Изследвания на седиментната стратиография (ядро), които разкриват скорошната история на замърсителите, силно ограничени или постепенно са извадени от употреба (напр. приоритетни опасни вещества).

Финландски институт за околната среда.

Munthe, J., Wängberg, I., Rognerud, S., Fjeld, E., Verta, M., Porvari, P. and Meili, M. 2007. Mercury in Nordic ecosystems. IVL Report B1761, 43pp.

Mannio, J. 2001. Responses of headwater lakes to air pollution changes in Finland. Monographs of the Boreal Environment Research 18, 48pp.

Vartiainen, T., Mannio, J., Korhonen, M., Kinnunen, K. & Strandman, T. 1997. Levels of PCDD, PCDF and PCB in dated lake sediments in subarctic Finland. Chemosphere 34 (5-7): 1341-1350.

Вж. още: Usenko S, Landers DH, Appleby PG & Simonich S. 2007. Current and Historical Deposition of PBDEs, Pesticides, PCBs, and PAHs to Rocky Mountain National Park. Environ. Sci. Technol. 2007, 41, 7235-7241

Да се проследи прогресивното намаляване на замърсяването с приоритетни вещества (ПВ) и постепенното изваждане от употреба на приоритетните опасни вещества (ПОВ).

Да се оцени съблядаването на целта за преустановяване на влошаването (концентрациите на веществата са под нивото на отчитане, намаляват или са стабилни и няма очевиден риск от повишаване) съгласно WFD. Да се оценят дългосрочните промени в естествените условия и да се оценят дългосрочните промени, произтичащи от широко разпространена антропогенна дейност.

Рентабилен метод за проверка на скорошната история на вещества с висок афинитет към фаза на частици. Концепцията се основава на вземане на къси проби от седиментните ядра (около 10 – 30 см), за проверка на скорошната история на приоритетно опасните вещества като HCH, HCB, HCBD, Hg, PAHs и TBT. Това е полезна информация за целите на оценката на първата фаза от WFD (преди 2015 г.). Методът е приложим към много кандидат-вещества като PCB, PCDD/F и PFOS.

Мониторинг/ изследване на плитки седиментни ядра за разглеждане на скорошната история (<30-40 години) на замърсители. Горната част на седимента се сегментира на 3-6 сегмента (а‘ 0.5-3 см) и един референтен сегмент от по-дълбоките седиментни нива (>20 см) в зависимост от скоростта на утаяване.

Съществуват качествени данни за типичната скорост на утаяване в Северните езера, събрани от проби от хиляди езера, например за изследвания за Hg. Скоростта на утаяване в тези езера може да е от 0.5 – 2.0 мм за година до повече от 10 мм за година. Утаяването обаче не възлиза на няколко сантиметра за година. Следва да се отбележи, че тези езера представляват твърде значителна част от общия брой на езерата в Европа.

В сравнение с произволната или единичната проба от седиментната повърхност сегментирането на седимента разкрива относителната времева скала на последвалите проби. Анализирането само на горния слой не разкрива никаква времева рамка, а само настоящия статус на седимента, най-малко на първия случай на взимане на проби.

След анализиране на тази „тенденция“ от около 5 сегмента (с 2-3 повторения и вероятно натрупване), може да се премине към мониторинг на биотата (риби), за да се проследят бъдещите промени (в годишен аспект) на същите замърсители.

Във Финландия тази стратегия/ метод ще се приложи за контролния, оперативния и проучвателния мониторинг във всички зони на управление на речните басейни. Седиментните ядра се анализират за 5-10 местонахождения (в зависимост от веществата) и ще се разглеждат последователно в около 5-10 местонахождения на година.

В миналото много от замърсените езера са датирани чрез използване на радиохронология. Датирането на седимента най-вече се определя от мястото (и ядрото), но общата картина може да разкрие вещества с малка деградация/ диагенеза в седимента и продължителна история на употребата/ емисиите и по-късно в регулирането (PAHs, повечето OCPs, метали, TBT, PBDE). Това се демонстрира широко например за Pb, Hg, PCB и PCDD/F в подобни изследвания в бореалните и алпийските езера в Европа, както и в Северна Америка и арктическите региони (вж. литературата по-горе). Условията за натрупване в (добре избрани) езера не са толкова трудни за тълкуване колкото при морските системи.

Концепцията е приложима само за някои видове среди, като зони за вземане на проби с езера с относително добре проучена скорост на утаяване и слабо влияние на водните потоци. Техниката е също така приложима към условията в плитките крайбрежни води, поне в Балтийско море.

Плитките седиментни ядра могат да предоставят информация, която не може да се получи с други матрици по WFD. Ретроспективният анализ на ядрата е безценна информация за ефективността на предишни политики за контрол по отношение на приоритетни опасни вещества и други силно контролирани PBT/vPvB вещества. В регионален аспект кохерентните седиментни данни могат да се съберат за по-големи географски оценки и доклади за статуса.

Резултатите ще бъдат достъпни в банката с данни на SYKE, използвани в научните доклади и публикации за статуса съгласно WFD.

PCDDs, PCDFs, DL-PCBs, NDL-PCBs и PBDEs в риби, събрани от градската част на канала на река Тибър

Предприета е предварителна дейност за мониторинг, за да се разграничат приоритетите по отношение на замърсяването с POPs за разработването на научноизследователски проект в областта на градската екология в Рим и за оценката на рибните видове като показатели за влошаване на качеството на водите.

Италиански национален институт по здравето

Miniero R, Guandalini E, Brambilla GF, Dellatte E, Iacovella N, Abate V, De Luca S, Iamiceli A, di Domenico A (2010). PCDDs, PCDFs, DL-PCBs, NDL-PCBs, and PBDEs in fish collected from the urban tract of the river Tiber. Monitoring and Assessment, Submitted for publication

Основните цели на тази предварителна програма за мониторинг бяха:

Индивидуализиране на относителните резултати от кефала (Leuciscuscephalus) при оценката на химичното замърсяване,

Индивидуализиране на приоритетите за отделните канали на р. Тибър в градска среда, извеждане на приоритетно място на химичните замърсители измежду разглежданите такива.

Оценка на химичното замърсяване на сладководната система в градска среда

Наблюдавани вещества: диоксини (PCDDs), фурани (PCDFs), полихлоробифенили с действие подобно на диоксина (DL-PCSs),полихлоробифенили с действие, различно от диоксиновото (NDL-PCBs) и полибромодифенил етери (PBDEs)

Район на взимане на проби: зоните за вземане на проби се намират на три места по течението на р. Тибър в Рим, всичките разположени в градската зона.

Събрани видове: Европейският кефал е избран за представителен за видовете, обитаващи водната колона, за целите на изследването.

Брой проби и честота: За всяко място беше анализиран един набор от десет уловени екземпляра. От всяка риба беше отстранена кожата и за определянето на POPs беше взето под внимание само филето.

Змиорката ще бъде изоставена като популярен показател за биоакумулиране, защото е изчезващ вид и е необходимо да се намери подходящ заместител. В това отношение кефалът показва някои интересни характеристики, но неговата роля като показател за биоакумулиране следва да се изясни по-подробно. Този вид е често срещан в сладководните басейни и е относително лесно да бъде събран.

Измежду трите изследвани участъка на р. Тибър бяха констатирани различия в замърсяването в уловената за проба риба. Като цяло тези различия изглежда са незначителни, но всъщност при анализа на химично специфични профили на замърсяването пробите от кефала показват постоянни стойности измежду местонахожденията. Това е особено показателно за PCDD и PCDF.

Способността на кефала да се използва като показател за химическото замърсяване трябва да се изследва допълнително. Най-вече по отношение на отчитането на профила на замърсяване за всяко място. Затова се препоръчва параметрите за неговата биология да се вземат предвид при определянето на ролята му като показател за биоакумулиране.

Това предварително изследване представлява основа за разработване на научноизследователски проект в областта на градската екология, свързана с даден речен басейн.

Отделът за околната среда и първичната превенция на Италианския институт за здравето е важна италианска институция, която се занимава с разработването на проекти на национално и международно ниво относно оценката на риска от POPs за хората и околната среда. Информация по то този въпрос може да се намери на следния уебсайт (на италиански и на английски език): http://www.iss.it/