Методологии за оценка и критерии, използвани за класификация на качественото състояние на водите
Крайбрежните екосистеми получават хранителни вещества или директно от източниците на крайбрежната линия, или от реките, които носят хранителни вещества от техните водосбори, чрез морския транспорт от далечни крайбрежни и морски води, както и от атмосферата. Увеличаването на нивата на хранителни вещества от антропогенни източници е причинил еутрофикация на крайбрежните екосистеми, симптомите за която са прекомерно натрупване на биомаса на фитопланктона, изчерпване на кислорода в дънните води, повишена честота на цъфтеж на вредни водорасли, повишена мътност, влошаване на крайбрежните хранителни вериги и намаляване на биологичното разнообразие.
Когато крайбрежната еутрофикация е международен проблем, той трябва да бъде решен чрез координирани национални и международни усилия. Този факт се основава на регионалните морски конвенции, които са започнали стратегии за борба с еутрофикацията още в края на осемдесетте години, признавайки необходимостта от хармонизиран начин за оценка на състоянието на еутрофикация на общите води. За по-подробна информация относно работата на регионалните морски конвенции, свързана с еутрофикацията, вижте приложение I, раздел 2 на това ръководство.
И все пак, процедурите за оценка на еутрофикацията са различни в различните конвенции, но през последните години, и по-конкретно след приемането на Рамковата директива за водите, усилията на всички от тях са насочени към сближаване на оценки в системи за оценка, съвместими с РДВ.
Разликите в оценката на еутрофикацията са поне частично обяснени с характеристиките на крайбрежните екосистеми. Степента, до която натоварванията с хранителни вещества влияят върху крайбрежните екосистеми, зависи до голяма степен от техните физически характеристики: регионите на вертикалната стратификация, ограничен обмен на вода и дълго време за пребиваване, при отлив и ниско смесване се натрупват повече хранителни вещества и по този начин съществува по-висок риск от еутрофикация, докато хранителни вещества, получени в областите с вертикално движение, отворените крайбрежните райони с висок прилив или течения бързо се разреждат и се транспортират до открито море.
Процедурите на Регионалните морски конвенции за оценка на еутрофикацията обикновено включват измерване на нарастването на хранителни вещества, някои измервания на преките въздействия от увеличаването на хранителните вещества (хлорофил а на фитопланктона, развиване на макрофити и други биологични елементи) и косвените въздействия от увеличаване на хранителните вещества (разтворен кислород, токсини от водорасли, измиране на макрозообентоса и т.н.).
По принцип се смята, че лимитиращи за развитието на фитопланктона са светлината или едно от основните хранителни вещества (N или P), в допълнение към диатомеите, които зависят от силиция (Si). Оптималното отношение DIN:DIP (отношение N/P) за развитие на фитопланктона е 16:1 (въз основа на моларни концентрации) и се нарича отношение на Redfield. Значителните отклонения от 16 показват потенциал за ограничения на азота или фосфора за първично производство на фитопланктон, които могат да повлияят на биологичното състояние на екосистемата, и по-специално на биомасата на фитопланктона, видовия състав и в крайна сметка динамиката на хранителната верига.
Докато фосфорът се разглежда като основно лимитиращо хранително вещество в сладките води, лимитиращ за морските води е азотът. Въпреки това, тъй като концентрациите на хранителни вещества се увеличават поради антропогенно натоварване, като цяло в крайбрежните зони се наблюдава по-високо отношение N:P, но също и по-ниско отношение Si:N, където е възможно да е налице ограничение на P, както и ограничение на Si (напр. Черно море (Щерева и др. 1999 г.), Северна Европа (Jickells 1998, Turner и др., 2003 г.); някои датски крайбрежните райони (Jorgensen 1996 г.), и Нидерландските крайбрежни води (de Jonge и др., 2002 г)). Така, явлението еутрофикация в крайбрежните райони не се определя само от концентрацията на хранителни вещества, но също така и все по-приложими са техните съотношения. Поради това, съотношението на разтворен неорганичен азот и фосфор, DIN:DIP, индикация за потенциални ограничения на хранителните вещества.
В крайбрежните води с много фиорди и притоци нивото на концентрация на хранителни вещества следва същия модел като в някои преходни води, при които референтните и моментните концентрации се увеличават от отворените крайбрежни части към затворените заливи. Националните методи за оценка на еутрофикацията в такива затворени части на крайбрежните водни басейни са разработени въз основа на оценка на биологичните и физико-химичните качествени елементи.
Прозрачността на водния стълб в крайбрежните води може косвено да отразява нивата/състоянието на хранителните вещества. Прозрачността може да се измери лесно, директно чрез измерване на отслабването на светлината във водния стълб с помощта на светломери, или алтернативно, с помощта на специален диск на Секи. Най-често дълбочината на Секи се измерва като представител на прозрачността. Повишените нива на хранителни вещества често водят до повишаване на биомасата на фитопланктона във водния стълб, което от своя страна намалява прозрачността. На свой ред, промените в прозрачността се отразяват на дълбочината на еуфотичната зона и по този начин дълбочината на границите на макрофитите, например морски треви и макроалги. Също така, поради факта, че различните видове имат различни изисквания към светлината, промените на прозрачността оказва влияние и върху моделите на доминиране на растителността.
Първичните производители на фитопланктон са първите организми, които реагират на повишените концентрации на хранителни вещества в своята среда. Повечето видове фитопланктон реагират положително и предвидимо на повишаването на хранителните вещества във всички европейски крайбрежни зони (Olsen и др., 2001 г.). Високата биомаса на фитопланктон води до увеличаване нивото на органичната материя, която трябва да се разгради от бактериите, мезо-и макрофауна след утаяването си, което може да доведе до хипоксия или аноксия на дънните води. Дълготрайна еутрофикация причинява повтарящ се или дори постоянен дефицит на кислород на дънните слоеве, което предизвиква до наторяване в крайбрежните райони, което от своя страна може да забави възстановяването на екологичното състояние, дори и след намаляване на външния приток на хранителни вещества. Високата биомаса на фитопланктона също увеличава мътността.
Също така, като цяло се смята, че това, че честотите на цъфтеж на опасни водорасли са се увеличили в световен мащаб, се дължи на увеличените притоци на хранителни вещества и токсините на водорасли в някои случаи се включват в оценката на еутрофикацията. Въпреки че не е била установена силна причинно-следствена връзка, има индикации, че прекомерният цъфтеж на вредни водорасли, като Phaeocystis spp, поне южната част на Северно море, е свързани с повишаване на нивата на хранителни вещества.
Планктонни и опортюнистични водорасли (предимно ресничестите видове) като цяло са облагодетелствани от високите концентрации на хранителни вещества и са склонни да изместят водните треви и трайните водорасли в еутрофните области. Повишената им биомаса пречи на трайната растителност и ограничава дълбочинното ѝ разпространение, като по този начин допълнително ускорява намаляването на трайната растителност.
Променените модели на доминиране на крайбрежните първични производители от бентосните макрофити до планктонните водорасли или от трайните морски треви и макроалги към опортюнистични водорасли вследствие на повишаването на концентрациите на хранителни вещества и намаляването на прозрачността на водата, може да повлияе на функционалните атрибути на макрофитната общност. Освен това, опортюнистичните водорасли растат и се разлагат по-бързо от дълготрайните видове и по този начин може да се генерира времеви дисбаланс между производството и потреблението на кислород, което увеличава вероятността от аноксия, която има отрицателно въздействие върху екосистемата (измиране на бентосните безгръбначни и рибата).
Морските бентосни макроживотнски общности често реагират на понижаването на концентрациите на кислорода, а различните видове проявяват различна търпимост към хипоксични условия. Възможна е появата на нежелани ефекти от недостига на кислород вследствие на различни причини. Една от тях е пряко задушаване на аеробните организми. Друга причина може да е фактът, че недостигът на кислород може да промени химията на утайката - възможно е от утайката да се освободи отровен H2S елемент, който да убие организмите. Това може да доведе до прогресивна промяна в разнообразието и структурата на дънната общност като реакция на намаляването на нивата на кислорода в критичните граници.
Методологии за оценка и критерии, използвани за определяне по смисъла на Директивата за ПГОВ и Директивата за нитратите
Съществува ограничена информация от държавите-членки по отношение на критериите, използвани за определяне по смисъла на Директивата за ПГОВ и Директивата за нитратите. Наличната информация по отношение на определяне на чувствителни зони съгласно Директивата за ПГОВ показва, че определянето се основава главно на концентрациите на хранителни вещества (DIN и ортофосфат) и хлорофил а.
Критерии за оценка на въздействието и натоварването, използвани при оценката на риска съгласно Член 5 на РДВ
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, макроорганизми и т.н. (косвено въздействие).
Примери за развитие на системи за оценка, съвместими с РДВ
Разработени са нови методологии и критерии за оценка на еутрофикацията във връзка с прилагането на РДВ и вътрешнокалибрационната процедура. Границите са определени въз основа на определенията за референтни критерии и прилагането на Протокола за определяне на граници (БОГ) за определяне на границите между много добър-добър клас и добър-умерен клас в съответствие с нормативните определения за границите между класовете състояние, посочени в Рамковата директива за водите.
Вътрешнокалибрационната процедура за крайбрежните води е извършена в рамките на четири географски вътрешнокалибрационни групи (ГВГ): Балтийско море, Черно море, Средиземно море и Североизточен Атлантически океан. За целите на вътрешното калибриране бяха определени общи вътрешнокалибрационни типове, валидни за държавите-членки в рамките на всяка ГВГ. Биологичните показатели, свързани с еутрофикацията, които са били обект на вътрешна калибрация в поне някои типове крайбрежни води на държавите-членки, са: качествени елементи на бентосната безгръбначна фауна (всички ГВГ), показатели и граници, представляващи елемента за качествона фитопланктона (хлорофил а във всички ГВГ), показатели, представляващи качествените елементи на макроалгите и покритосеменните (ГБГ Балтийско море, Средиземно море и СИ Атлантически океан). Извършени са и дейности, свързани с еутрофикацията, свързани с помощните физико-химически определящи фактори, включително концентрации на хранителните вещества, прозрачност и концентрации на разтворен кислород.
