AZ ErdÉlyi folyÓk ÉlŐvilÁgÁNAK adatbankJA

Sárkány-Kiss Endre - Bücs Szilárd - Markó Bálint (szerk.)

A biológiai vízminősítés módszerelmélete

A folyók vízminőségének meghatározására használatos módszerek
            A vízminősítés módszertanának kidolgozása a XIX. század végén és a XX-ik század elején indult fejlődésnek. Ebben az időszakban az urbanizáció és az ipar fejlődésével együtt fokozódik a különböző víztestek és különösen a folyók szennyezettsége. Az egyre gyakoribb halpusztulások valamint az ivóvíz előállítására alkalmatlan, szennyezett vizek valósággal kikényszerítik, hogy a szakemberek és a hatóságok komolyan foglalkozzanak a kérdéssel.

            A vízminőség meghatározására a különböző tudományterületek kidolgozták sajátos módszereiket.

            (1) Fizikai vízminősítés során, a víz színváltozásait, áttetszőségét, fényviszonyait, hőmérsékletét és hőháztartását, a lebegő anyagok szemcseméretét valamint az áramlási viszonyokat vizsgálják és minősítik a mért adatok alapján.

            (2) Kémiai vízminősítéssel a vizek vegyi összetételét határozzák meg, vagyis az oldott anyagok ionmennyiségét és minőségét, valamint a lebegő és emulgeált anyagok minőségi és mennyiségi viszonyait. Ez a vizsgálat természetesen kiterjed az oldott gázokra is. A kémiai vízminősítésnek tehát szerves része az oldott oxigén (O2), a széndioxid (CO2), kénhidrogén (H2S) és más gáztartalom meghatározása. Az iontartalommal összefüggésben a kémiai vízminősítésnek fontos feladata a vizek pH értékének (savas, semleges vagy lugos) vizsgálata. A kémiai módszerrel jól meghatározható a szervetlen és szerves szennyező anyagtartalom, de az üledék összetétele is. Az újabb analitikai módszerek segítségével már a nagyon kis mennyiségű vagy éppen nyomokben  előforduló vegyszerek (gyógyszer-alapanyagok, gyom- és rovarirtószerek és más toxikus anyagok) is kimutathatók.

            (3) Biológiai vízminősítés a víztestekben élő szervezetek (mikroorganizmusok, növények és állatok) alapján való osztályozás. Ismerve az egyes fajok biológiáját (pl. tápanyag-, oxigén-, pH és egyéb igényét) következtetéseket lehet levonni a víz minőségére vonatkozóan. Az élő szervezetek különbözőképpen reagálnak (indikálják) a fiziko-kémiai tényezők és általában az életfeltételek változásaira. Az indikáció lehet számbeli gyarapodás, csökkenés vagy éppen valamely igényesebb faj teljes eltűnése.

            A biológiai vízminősítés nem egyszerű feladat, munka- és időigényes, s ugyanakkor több szakember együttműködését feltételezi. Egy teljeskörű vizsgálat során figyelembe kell venni az adott víztest minden élőlényközösségét: plankton (bakterioplankton, fitoplankton, zooplankton), makrofita társulások (hinárnövények), nekton (halak és más szabadon úszó szervezetek), benton (fenéklakó szervezetek) és biotekton (élő bevonat). A felsorolt közösségek mindegyike több rendszertani csoportot tartalmaz, amelyek esetenként több száz vagy ezer fajt tartalmaznak. Nem egyszerű feladat az egyes fajok meghatározása, jól képzett szakemberekre van szükség. Egy botanikus vagy zoológus általában csak egy vagy két rendszertani csoportnak lehet igazán jó ismerője, ezért csapatmunkára van szükség.

            A fentiek ismeretében feltevődik a kérdés, miért van szükség erre a munka és pénzigényes vizsgálatra, ha kémiai módszerekkel gyorsan és egyszerűen meg lehet határozni a vízszennyező anyagokat? A fizikai és kémiai elemzések többnyire a vizek pillanatnyi állapotát tükrözik, és bármennyire gyakran és pontosan végezzük, csak irányadóak lehetnek, nem mutatják az általános állapotot, és nem föltétlenül adnak hírt múltban lejátszódó eseményekről. Egy szennyező hullám áthaladhat a mérőállomáson a mintavételek közti időszakban is (pl. éjszaka). Ezzel szemben az élő szervezetek állandóan ki vannak téve a környezeti tényezők hatásának, így csak azok maradnak meg az adott víztestben, amelyek elviselik (tolerálják) az itt uralkodó tényezők összetett hatásait. A biológiai vízminősítés tehát az életfeltételek és források (táplálék, oxigéntartalom. stb.) változásának történetére vonatkozóan is információt nyújt, észre nem vett szennyezések nyomaira bukkanhatunk ezáltal.

            - Ökológiai vízminősítés elsősorban a biológiai módszer eredményeit használja fel de figyelembe veszi a fizikai és kémiai vízminősítés eredményeit is és ok-okozati összefüggéseket tár fel a fiziko-kémiai paraméterek változásai és az élővilág szintjén észlelt változások között. Összefüggést állapít meg az indikátor szervezet és az indikandum, vagyis a jelzendő jelenség között. Az indikáció lehet faji vagy populáció szintű, amenyiben egy faj népességének változásait veszi figyelembe (egyedszám csökkenését, gyarapodását vagy éppen kipusztulását). Az igényes ökológiai vízminősítés kiterjed az egész élőlényközösségre, közösség szintű indikáció. A változások felmérésére természetesen megelőző, alapozó vizsgálatokra van szükség. Ezt követően pedig periodikusan ugyanazokkal a módszerekkel, ugyanazon a helyen végzett mintavételezés révén ún. monitoring vizsgálattal felmérjük a közösségekben beállt minőségi és mennyiségi változásokat és megpróbáljuk megnevezni a tényleges háttérváltozókat. Egyszerűbben, a közösség szintjén észlelt változásokat összefüggésbe hozzuk az életfeltételek (a szervezetekre ható tényezők) változásaival.      Kémiai analitikai módszerek alkalmazása révén ugyanakkor nem csak faj-egyedszám adatok képezhetik a nyers adathalmazt, de bizonyos káros anyagokkal (pl. nehézfémekkel) való szennyezés nyomaira is rábukkanhatunk különböző szervezetek szöveteiben (pl. kagylók, halak) való felhalmozódásuk révén, s ez még pontosabbá teheti következtetéseinket.

            Kolkwitz és Marsson (1908, 1909) dolgozták ki az ún. szaprobionta rendszert, amely a különböző szervesanyagterheltségű vizekre jellemző fajok alapján osztályoz. Négy vízminőségi osztályt határoztak meg:

-         poliszaprob

-         α-mezoszaprob

-         β-mezoszaprob

-         oligoszaprob

Abból indultak ki, hogy a városi szennyvíz kibocsátás helyén, ahol magas a szervesanyag terheltség és a szervesanyag kémiai bomlása során felhasználódik az oldott oxigén, elpusztulnak az igényesebb szervezetek és a szervesanyagokat opportunista módon felhasználó igénytelen szervezetek felszaporodnak, például az anaerob baktériumok. Lefelé haladva a folyón ahogy csökken a szervesanyag tartalom (mezoszaprob vizek) megjelennek az igényesebb szervezetek. Végül az oligoszaprob vizeknek nemcsak a szaprobitása (szervesanyag tartalma) alacsony hanem a troficitása is (szervetlen tápanyagtartalom). Ezzel a folyamattal párhuzamosan nő az oxigén tartalom és csökken a kénhidrogén és más toxikus anyag tartalom. Kolkwitz és Marsson pontosan meghatározták a négy vízminőségi osztály indikátor szervezeteit és ezt a listát több későbbi munkájukban kiegészítették. Más kutatók arra is felhivták a figyelmet, hogy minden folyóban sajátosan jellemző élettársulások élnek, ezért sajátos indikátor fajlistát kell kidolgozni. Kolkwitz és Marsson vízminőségi osztályozása kezdetben csak részben felelt meg az ökológiai vízminősítés igényeinek de némi tökéletesítéssel ez használatos volt még a közelmúltban is.

            A XX-ik század végéig a vízminősítés alapelvét az ember általi felhasználhatóság képezte. Meghatározták az ivóvíz előállítására alkalmas, mezőgazdasági területek öntözésére alkalmas valamint az ipari felhasználásra alkalmas vizeket. Ehhez képest teljesen új szemléletet honosít meg az EU 2000-ben jóváhagyott vízügyi kerettörvénye (Water Framework Directive), amely kimondja, hogy a vízi élőhelyeket a bennük előforduló életközösségek alapján ökológiai vízminősítéssel kell osztályozni. A kerettörvény indoklásában olvasható: "Az 1998-ban, Frankfurtban tartott Közösségi Víz Politika Miniszteri Szeminárium következtetései közösségi jogszabályt tartottak szükségesnek az ökológiai vízminőségre vonatkozóan". A kerettörvény folyókra vonatkozóan meghatározza a kiváló, és mérsékelt ökológiai állapotot. A teljesen degradált vizeket a törvény gyengének, rosznak vagy "erőteljesen módosított víztest"-eknek nevezi. A kiváló ökológiai állapotú víztestek esetében csaknem természetes, hogy csak kevés antropogén eredetű hatást mutatnak fizikai-kémiai, hidrológiai, morfológiai valamint biológiai szempontból. A törvény mellékletében pontos utalások vannak az ökológiai állapot osztályozására vonatkozóan. Így az ökológiai vízminősítés fő elemei a következőek: biológiai, hidrológiai-morfológiai és fizikai-kémiai minőségi normatívák. Különös hangsúlyt fektetnek a folyók védelmére és a kerettörvény minden vízgyűjtőre egységes intézkedési és gazdálkodási tervet követel meg a tagországoktól. Az ökológiai állapot ellenőrzésére rendszeres ökológiai és kémiai monitoring vizsgálatot ír elő. A minőségellenőrzés feltáró monitoringvizsgálat tervezését, majd operatív monitoring végzését irja elő, meghatározva a megfigyelés gyakoriságát és pontos szabványt tartalmaz a vizsgálati elemek monitoringjához. A védett területek esetében külön kiegészítő előirásokat is tartalmaz.

            Az erdélyi és más Kárpát-medencei folyók kutatása alkalmával az ökológiai vízminősítésnek megfelelő módszertant alkalmaztuk. Széleskörűen vizsgáltuk a folyók élővilágát figyelembe véve minden élőlényközösséget és a rendelkezésünkre álló szakemberek segítségével a lehető legtöbb rendszertani csoportot. A kutatásnak fontos részét képezte a víz fiziko-kémiai elemzése, a vízgyűjtő földrajzi, hidrológiai és geomorfológiai vizsgálata. Az általunk tanulmányozott folyók két,esetenként több ország területén folynak át és ennek megfelelően ezekből az országokból igyekeztünk meghívni a jól képzett szakembereket. A terepi adatgyűjtés ún. expedíciók során történt. Általában egy hónapnyi időtartam alatt jártunk be egy-egy folyót a forrástól a beömlésig, adatokat és mintákat gyűjtve 15-20 mintavételi helyről. A mintákat minden kutató saját intézményének laboratóriumában dolgozta fel. Az eredmények alapján elkészített tanulmányokat minden szerző bemutatta egy közös konferencián, majd egyeztetés és megvitatás után a Szegedi Tudományegyetem Ökológiai Tanszéke által kiadott Tiscia monograph series köteteiben angol nyelvű tanulmányokban közöltük le, esetenként népszerűsítő többnyelvű könyvekben is. Az így létrehozott folyóadatabázis nagyvonalakban megfelel a feltáró monitoring vizsgálatok követelményeinek és alapjául szolgálhat további minőségellenőrző monitoring vizsgálatoknak.

dr. Sárkány-Kiss Endre

Marosvásárhely, 2007. december

Keresés



Állatfaj
Növényfaj
Cikk
Lelőhely



Kapcsolódó

Az erdélyi folyók élővilágának adatbankja

A folyókutatás szükségességéről

A biológiai vízminősítés módszerelmélete

Folyók

Fehér-Körös
Fekete-Körös
Sebes-Körös
Kettős- és a Hármas-Körös
Berettyó
Szamos
Kis Szamos
Nagy Szamos
Maros
Felső Tisza

(c) Erdélyi Magyar Adatbank 1999-2017
Impresszum | Médiaajánlat | Adatvédelmi záradék

Látogatók száma:122

Budapest Szeged Nagyvárad Szatmárnémeti Kolozsvár Marosvásárhely Rămnicu Vălcea Székelyudvarhely Brassó Bukarest