Методологии за оценка и критерии, използвани за класификация на качественото състояние на водите
Еутрофикацията е заплаха за екологичното състояние на преходни водоеми, тъй като се натрупват хранителни вещества, които се транспортират от речните системи, директно подаване на хранителни вещества от прилежащите водосбори, а в някои случаи и от крайбрежните води. Изразяването на преките и косвените ефекти от еутрофикацията в отговор на нарастващите хранителни елементи е по-сложно в много типове преходни води в резултат на объркващото влияние на други естествени и антропогенно предизвикани процеси. Преходните води могат да поддържат високо ниво на антропогенна дейност. Zaldivar и др. (2008) установи това явление и го определи като "парадокс за качеството на преходните води", въз основа на "парадокс за качеството на водата в речните устия ", предложени от Elliott и Quintino (2007 г. в Zaldivar и др. 2008 г.) за устията, за да опише трудностите при установяването на сигнал, който е специфичен за съответното ниво на хранителни вещества, (като например еутрофикацията) при наличието на силно променлив естествен фон, усложнен и от допълнителни ефекти на въздействията, произтичащи от други натоварвания.
Независимо от това, са разработени подходи за оценка на еутрофикацията в преходните водни басейни. Zaldivar и др. (2008 г.) преразгледа тези подходи и ги категоризира в скринингови методи, оценки на базата на модели и смесени подходи.
Скрининговите методи обикновено включват разглеждане на редица диагностични физико-химични и биологични показатели, позволяващи определяне на класа на състоянието на еутрофикацията. Методите, специфични за преходните водни басейни, включват такива за речни устия, фиорди и крайбрежни лагуни. Общата процедура OSPAR (виж раздел 2.1.2) е скринингов метод, които най-често се използва за преходни води в зоната на Конвенцията OSPAR. Методът NOAA ASSETS (Оценка на трофичния статус на речните устия) (вижте Zaldivar и др., 2008 г.) е модифицирани за използване в Португалия. Този метод съчетава измерване на натоварването (оценка на нетното хранителни натоварване на водния басейн), състоянието (оценка на състоянието на еутрофикация въз основа на показатели за преки и косвени въздействия) и реакцията (оценка на податливостта на устието към еутрофикация) в интегрирана оценка на трофичното състояние. Измерването на състоянието се състои в определяне на показателите за физико-химични (разтворен кислород) и преки биологични реакции. Методите, подходящи за крайбрежните лагуни, не са толкова добре развити. Трофичният индекс (Trix) (Vollenweider и др., 1998 г. в Zaldivar и др., 2008 г.) интегрира измерване на хлорофила, насищането с кислород, общия азот и общия фосфор, за да осигури индикативна стойност на трофичното състояние. Zaldivar и др. (2008) поосочват, че този метод често се използва за крайбрежните лагуни, но не е особено подходящ за плитки водни системи, където фитопланктонът не е единственият компонент на общността с първично производство, реагираща на увеличаването на концентрациите на хранителни вещества. Значението на седиментни процеси в плитките водни системи е важно както за мобилизиране на отложените хранителни вещества, така и за установяване на вторичните ефекти от еутрофикацията. Два индекса, които отразяват реакцията на утайката към производството на кислород и дишането, са Индекр за трофичния статус на бентоса (BSTI) (Rizzo и др., 1996 г. в Zaldivar и др., 2008 г.) и Индекс за състоянието на трофичния кислород (TOSI) (Viaroli и Christian, 2003 г. в Zaldivar и др. . 2008 г. Въз основа на тези индекси, крайбрежните лагуни, доминирани от макроалги като реакция на еутрофикацията, проявяват различни реакции в сравнение с тези на незасегнатите лагуни, доминирани от морски треви. Променливите за качеството на утайката и на водата са интегрирани в Индекса за качеството на водата в лагуните (LWQI) (Giordani и др., 2008 г. в Zaldivar и др. ,2008 г. Този индекс включва показатели за макроалгите и покривката от морска трева, заедно с показатели за водния стълб за хранителни вещества (DIP, DIN), наситеността с кислород и хлорофил а във фитопланктона.
Оценката на базата на модели, описана от Zaldivar и др. (2008 г.) обикновено е ограничена до приложения, специфични за дадения обект, които се опитват да свържат входящите хранителни вещества с хидродинамичните и биогеохимичнитете модели, за да предоставят прогнозни данни относно режимите на хранителни вещества в преходните водни басейни, от които може да се оцени вероятността за последици от еутрофикацията.
Смесените или хибридните подходи, които съчетават използването на скринингови методи с опростени подходи на базата на модели, имат потенциал за по-голяма степен на приложимост и възможност за прогнозиране (Zaldivar и др., 2008 г. Два примера за това включват използването на инструмента ASSETS с екологичен модел в дефиницията на водния басейнт в речните устия (Ferreira и др., 2008 г. в Zaldivar и др., 2008 г.) и комбинация от LWQI с биогеохимичен модел, свързани със Система за вземане на решения (Mocenni и др., 2008 г. в Zaldivar и др.,2008 г.
Наличната информация за критериите, свързани с член 5, показва, че всеки път, когато са докладвани критерии за натоварването, те се основават главно на наличието на повърхностни точкови източници (канализация) на хранителни вещества и оттичане на повърхностни води. Критериите за оценка на въздействието се основават най-вече на концентрациите на хранителни вещества и хлорофил а (пряко въздействие), и от време на време на разтворен кислород, макроорганизмите, и т.н. (косвено въздействие).
Примери за развитие на системи за оценка, съвместими с РДВ
Изпълнението на Рамковата директива за водите е стимулирала развитието на методологии за оценка, които да отговарят на съответните преки и косвени физико-химични и биологични показатели, свързани с еутрофикацията.
Семинарът на тема "Класификация на екологичното състояние", който се проведе под егидата на ECOSTAT, включваше въпросник за качествените елементи, които най-вероятно ще бъдат използвани за класификация на състоянието на общите натоварвания. За преходните и крайбрежните води, държавите-членки посочиха фитопланктона, макроалгите и покритосеменни биологичните елементи за качество като най-вероятни за използване за оценка на екологичното състояние във връзка с нивата на хранителни вещества и, че макробезгръбначните и рибата (само в преходните води) най-вероятно ще се използват във връзка с изчерпването на кислорода.
Zaldivar и др., 2008 г. прави преглед на методологиите в процес на развитие за целите на оценка на състоянието съгласно РДВ и вътрешна калибрация на всеки от биологичните и спомагателните физико-химични качествени елементи.
Оценката на качествения елемент фитопланктон изисква инструменти, които обхванат всички аспекти на нормативните условия, а именно: биомаса на фитопланктона, състав и честота на цъфтежа. Оценката на биомасата на фитопланктона най-често се извършва с използване на концентрацията на хлорофил а като заместител. Методи и граничните стойности между класовете са вътрешно калибрирани за хлорофил а за повечето типове крайбрежни водни басейни, но такива все още предстои да се разработят за преходни типове води. Аналогично, предприети са известни действия за разработване на инструменти за състава и честотата на цъфтеж на фитопланктона (Phaeocystis)за различните типове крайбрежни водни басейни, но все още предстои те да се калибрират вътрешно. Тези инструменти вероятно ще се адаптират за приложение в някои преходни типове води във втората фаза на вътрешното калибриране, която трябва да завършви през 2011 г.
Оценката на качествените елементи на макроалгите изисква разглеждане на състава на общностите на макроалгие и нивото им на разпространение.
Предложеният инструмент за класификация на разпространението на макроалгите е разработен от Scanlan и др., (2007 г. в Zaldivar и др., 2008 г.) въз основа на връзката между процентното разпространение покритие и биомасата на опортюнистични видове макроалги катоУлва и Ентерморфа.
Качественият елемент на покритосеменните включва изискване за оценка на таксономичния състав и изобилие. Инструмент за класификация, наречен Индекс за екологична оценка (EEI) въз основа на изобилието на макроалги и покритосеменни, беше предложен от Orfanidis и др.(2001, 2003 г. в Zaldivar и др., 2008 г. Този инструмент използва за единица мярка на екологичното качество известната промяна в състоянието на общността - от доминирана от покритосеменни към доминирана от макроалги, което е реакция към все по-големите количества хранителни вещества.
Качественият елемент на бентосните макробезгръбначни може да е полезен за оценката на косвените въздействия на еутрофикацията. Нормативното определение изисква оценка на разнообразието и изобилието на бентосни безгръбначни и наличието на чувствителни към нарушенията таксони. Zaldivar и др. (2008) определя трите индекса, които се обсъждат за използване при оценката на състоянието на бентосните безгръбначни в преходните води.
Индексът AMBI (Borja и др., 2000 г. в Zaldivar и др., 2008 г.) използва известната реакция на бентосните безгръбначни, обитаващи меките утайки, като градиент за замърсяването, а класификацията на състоянията на замърсяване са адаптиран, за да отразяват състоянието на класификацията на Рамковата директива за водите. Индексът BENTIX (Simboura и Zenetos, 2002 г. в Zaldivar и др., 2008 г.) е разработен специално, за да отговори на изискванията на Рамковата директива за водите в Източното Средиземноморие. Подходът е подобен на този, използван при индекса AMBI. Тези инструменти са разработени за прилагане в крайбрежните типове водни басейни, но имат потенциал да бъдат адаптирани и използвани и за преходните типове водни басейни. Индексът за качество на бентосните екосистеми (BEQI) (Hoey и др., 2007) е разработен и се прилага в крайбрежните и преходните типове водни басейни в Нидерландия и Белгия. Този индекс използва връзката между плътността на броя видове или отделни организми и увеличаването на площта на вземането на проби за определяне на въздействието върху бентосни общности в меките утайки. Индексът на ISD (Reizopoulou и Nicolaidou 2007 г. в Zaldivar и др., 2008 г.) е подход, независещ от таксономията, разработен специално за прилагане в крайбрежните лагуни, който се основава на разпределението на отделните видове бентосни безгръбначни сред класовете биомаса.
Качественият елемент на рибата също може да бъде полезен за оценка на косвените ефекти от еутрофикацията. ГВГ за Североизточния Атлантически океан е извършила предварителната работа за разработване на средство за рибата в преходните води, което се очаква да се завърши през 2011 г.
Ключовите помощни физико-химични индикатори по отношение на оценката на еутрофикацията са тези, свързани с хранителните вещества и с разтворения кислород.
Подходът към разработването и използването на хранителните стандарти при класификацията на екологичното състояние беше разгледан по време на семинар, организиран от Нидерландия през 2007 г., по време на семинар относно класификацията на екологичното състояние през 2008 г. и чрез отговорите на въпросник, разпространен сред държавите -членки от Ръководната група за еутрофикация през ноември 2007 г.
Въпреки че семинарите не разгледаха специално въпросите за определяне на стандарти за хранителните вещества в преходните води, ясно е, че всички държави-членки разработват специални хранителни стандарти, които да се прилагат за класификация на екологичното състояние във всички категории води. При определяне на стойността на стандарта, държавите-членки са изправени пред избора на стойности от спектъра между близките до границата между добро/умерено състояние стойности или за най-чувствителните, или за най-малко чувствителни водни басейни от дадения тип. Предишната по-предпазлива опция се асоциира с ниско ниво на сигурност на класификацията на статута, с висок риск от неправилна класификация. Въпреки това, използването на такива стойности на практика ще позволи на органите, контролиращи водите, да контролират риска от влошаване и да постигнат възстановяване на водния басейн. Последната по-малко предпазлива опция, която осигурява класификация на състоянието с по-високо ниво на достоверност, има по-малко приложение за контрола на риска от влошаване. Надвишаването на стандартите за хранителни вещества сами по себе си не определят екологичното състояние на водния басейн. Ролята на помощните физико-химични определящи фактори и подхода за комбиниране на тези резултати с тези от биологичните качествени елементи са разгледани в процедурата за проверка, описана в подробно в Ръководните документ за класификация на РДВ.
Въз основа на отговорите на въпросника относно хранителните стандарти, държавите-членки са в процес на определяне на стойности за форми на азот (DIN и общ-N) и фосфор (DIP и Общ-P) за преходните типове води като сезонни средни стойности (вж. компилация от съществуващите стандарти за хранителни вещества, март 2009 г.). Нивото на предпазните мерки в разработването на тези стандарти все още не е ясно.
Докато някои държави-членки отчитат стойности за стандартите за разтворен кислород във връзка със стандартите за хранителни вещества в отговор на въпросника за стандартите за хранителни вещества, такива не са отчетени за преходните води.
