CAP. 1. Acţiuni umane şi retroacţiuni ecologice............................ 11.1. Echilibrele ecologice...................................................... 11.2. Dezvoltarea şi răspândirea populaţiilor umane.............. 21.3. Apariţia şi dezvoltarea noosferei.................................... 31.4. Definiţia şi conţinutul conceptului de mediu înconjurător 51.5. Agresiuni umane şi retroacţiuni ecologice..................... 8
CAP. 2. Bazele constituirii unui sistem unitar de control alcalităţii mediului ...................................................... 11
(2.Ţ. Istoricul apariţiei şi constituirii monitoringului ecologic 112.2. Definiţia monitoringului ecologic / integrat.................... 152.3 Obiectivele monitoringului ecologic / integrat ............. 19■2.3.1. Obiective ale monitoringului cu caracter general . . 202.3.2. Obiective ale monitoringului cu caracter specific . . 202.3.2. Obiective ale monitoringului cu caracter prospectiv 21
(2.4: Poluarea ca problemă a monitoringului ecologic /integrat...................................................................... 21
2.5. Abordarea sistemică în monitoringul ecologic / integrat 25
CAP. 3. Principiile de realizare a monitoringului ecologic............ 283.1. Principiile instituţionale................................................ 283.2. Principiile ştiinţifice...................................................... 303.3. Principiile operaţionale................................................ 30
4.3.1. Organizarea monitoringului pentru controlul defond al calităţii mediului............................................. 33
4:3.2. Organizarea monftoringului pentru controlulpoluării şi poluanţilor.................................................. 36
4.3.3. Interconectarea celor două sisteme de monitoring . 374.4. Nivelurile de lucru în monitoringul ecologic / integrat . 38
ELEMI
Autor: |
Note di
Refere
Pentru in
BUCURJ
Adresa:
Telefon:1
Fax:E-mail:
Tipărită î
4.4.1. Nivelul local .......................................................... 384.4.2. Nivelul regional .................................................... 404.4.3. Nivelul global.......................................................... 41
4.5. Parametrii care se urmăresc în monitoringulecologic / integrat...................................................... 42
4.6. Ariile de investigare în monitoringul ecologic / integrat 444.7. Mediile studiate şi metodele de recoltare în
monitoringul ecologic / integrat.................................. 45■ 4.7.1. Metode de recoltare a probelor de gaze ............... 46
4.7.2. Metode de recoitare a probelor din apă.................. 464.7.3. Metode de recoltare a probelor de pe sol................ 47
4.8. Aparatura şi metodele de analiză................................ 474.9. Utilizarea fotogrammetriei şi teledetecţiei în
monitoringul ecologic................................................ 494.10. Durata şi frecvenţa de desfăşurare a
monitoringului ecologic.............................................. 514.11. Metode de prelucrare a datelor în Monitoring
ecologic / integrat...................................................... 524.12. Metode de prelucrare a datelor în monitoringul
ecologic / integrat...................................................... 554.13. Metode de prezentare şi circulaţie a datelor în
monitoringul ecologic / integrat.................................. 554.14. Probleme de ordin administrativ................................. 56
CAP. 5. Modalităţi de desfăşurare a monitoringului ecologic /integrat..................................................................... 61
5.1. Nivele de lucru .......................................................... 615.2. Subsisteme de lucru.................................................... 615.2.1. Subsistemele monitoringului ecologic pe medii
de viaţă..................................................................... 635.2.1.1. Atmosfera.......................................................... 635.2.1.2. Mări şi oceane................................................... 695.2.1.3. Apele interioare................................................. 715.2.1.4. Solul ................................................................. 755.2.1.5. Vegetaţia (cu atenţie specială asupra pădurilor).79
«. 5.2.1.6. Biota .'................'............................................ 815.2.1.6.1. Definite, complexitate................................... 815.2.1.6.2. Nivele de lucru în monitoringul biologic . . . . 835.2.1.6.3. Tipurile de activităţi în monitoringul biologic . 83
5.2.1.6.4. Posibilităţile de organizare ale monitoringuluibiologic .....................................................................87
\ V
5.2.1.6.5.Tipurile d
e organisme sau indicatori utilizaţiîn monitoringul biologic................................. ;......... 91
5.2.1.6.6. Prognozele biologice.................................... 945.2.1.7. Hrana .............................................................. 965.2.1.8. Apa potabilă .................................................... 965.2.1.9. Aspecte abordabile în toate subsistemele......... 97
5.2.1.9.1. Controlul radioactivităţii mediului.................. 975.2.1.9.2. Controlul epidemiologie................................ 995.2.1.9.3. Controlul sociologic şi economic ................ 99
5.2.2. Subsistemele monitoringuiui ecologic / integrat peemisii şi tipuri de poluanţi..................•.................... 100
CAP. 6. Stadiul actual al activităţilor de monitoring ecologic /integrat................................................................... 105
6.1. Stadiul de organizare şi desfăşurare a monitoringuluiecologic / integrat la nivel global .......................... 105
6.1.1. Sistemul global de monitoring al mediului (GEMS) 1056.1.1. Sistemul de monitoring de fond integrat al poluării
mediului (IGBM) ..................................................... 1066.1.2. Alte sisteme de monitoring global ...................... 107
6.1.3. Sistemul de informaţii INFOTERRA...................... 1076.2. Forme de organizare şi desfăşurare a monitoringului
ecologic / integrat la nivel regional.......................... 1086.3. Organizarea monitoringului ecologic/ integrat
(sistemul de monitoring integrat al mediului)în România (SMIR)................................................. 108
6.3.1. Subsistemul naţional GEMS-RO şi IGBM-ROpentru aer............................................................... 115
6.3.2. Subsistemul naţional GEMS-RO şi IGBM-ROpentru apă ............................................................ 115
6.3.3. Subsistemul naţional GEMS-RO şi IGBM-ROpentru sol ............................................................... 118
6.3.4. Subsistemul naţional GEMS-RO şi IGBM-ROpentru vegetaţia forestieră ................................... 119
6.3.6. Subsistemul naţional pentru organismele vii . . . . 1216.3.7. Prelucrarea şi folosirea datelor de bază............... 121
1. ACŢIUNI UMANE Şl RETROACŢIUNI ECOLOGICE
Problemele controlului calităţii mediului s-au pus după ce omul, parcurgând o evoluţie foarte scurtă la scară geologică, s-a înmulţit extraordinar, a ocupat sub o formă sau alta toată suprafaţa planetei, a modificat-o profund, a afectat sau transformat ecosistemele naturale şi a provocat un flagel necunoscut până la el - poluarea. Interacţionând sinergie, aceste impacte ale omului au declanşat o serie de procese care pun în pericol viitorul omenirii şi al acestei planete.
Pentru a înţelege acest lucru şi pentru a putea lua măsuri de redresare şi .reconstrucţie ecologică se impune organizarea şi desfăşurarea unei ample acţiuni de control a calităţii mediului (aşa numitul monitoring ecologic sau monitoring integrat).
1.1. Echilibrele ecologice
Pe Terra, în cursul celor cea 3,5 miliarde de ani de când se consideră că a apărut viaţa, organismele au interacţionat neîncetat cu mediul, au great şi perfecţionat numeroase interrelaţii care sunt definite drept echilibre ecologice.
Prin echilibru ecologic înţelegem starea stabilă a unui sistem ecologic în care şe realizează o multiplă interconectare şi homeostatare a interrelaţiilor dintre diferitele sisteme biologice şi mediul neviu înconjurător.
V. Soran (1985) defineşte echilibrul ecologic drept starea cvasistaponară de lungă durată a unui ecosistem, realizată printr-o multiplă homeostazie a interacţiunilor viu-neviu. Echilibrul ecologic se bazează pe durabilitatea în spaţiu şi timp a structurilor şi fluxurilor energetice pe fondul unor fluctuaţii neîntrerupte a parametrilor de stare.
El se realizează prin creşterea comportamentului antientropic al
sistemului, deci menţinerea stabilităţii sistemelor, păstrarea însuşirilor fundamentale ale acestuia.
Echilibrele ecologice se înfăptuiesc la diferite niveluri de organizare şi integrare a sistemelor vii cu cele nevii, în condiţiile în care aceastea se întrepătrund şi intercondiţionează.
Aceste echilibre, cu o vechime de 250-300 milioane de ani, au o mare stabilitate care se manifestă pe fondul unor neîntrerupte fluctuaţii ale constituenţilor sistemului. De aceea se poate vorbi de o stabilitate in diversitate. Procesul se desfăşoară, aşa cum l-a definit Prigogine I. şi I. Stengers ca aflându-se într-o stare "aproape de echilibru" (1984).
întreaga natură se supune unei legi ecologice fundamentale, cea mai semnificativă fiind cea pe care Commoner a definit-o drept "toate se leagă de toate"(1972). De aceea, apariţia unor dereglări provocate de factori naturali (comete, asteroizi, erupţii vulcanice, cutremure, s.a.) sunt în relativ scurtă vreme contracarate, procesele ecologice continuând să evolueze şi perfecţioneze.
Tot ce este viu pe această planetă se încadrează şi supune legilor naturale constituind părţi componente ale echilibrelor biologice şi a celor ecologice.
1.2. Dezvoltarea şi răspândirea populaţiei umane
Fără a face o prezentare a apariţiei şi evoluţiei speciei Homo sapiens, reamintim că fiinţele umane, de la Homo erectus şi până la omul actual, prin capacităţile lor de abstractitizare, de fiinţe sociale dotate cu un sistem de comunicare coerent (limbaj), de menţinere şi transmitere a informaţiilor, prin capacitatea de a folosi energia exoso-matică şi trecând la staţiunea bipedă, a fost în măsură să "cucerească " şi să utilizeze medii de viată mult diferite de cele în care a apărut şi evoluat.
Folosind un regim alimentar variat, care a evoluat de la cel predominant frugivor şi vegetarian la unul cu predominanţă carnivoră, omul a "fabricat" unelte tot mai variate şi perfecţionate şi a creat un factor nou de selecţie diferit de cea naturală (care a acţionat până acum) - anume selecţia socio-culturală - bazată pe informaţia parage-netică. Aceasta este cea care a devenit factorul determinant al evolu-
ţiei speciei umane, i-a creat capacitatea de previziune.Urmare a acestor transformări etologice şi sociale, omul a
devenit o "forţă" în competiţia cu celelalte vieţuitoare şi a început să cucerească noi medii de viaţă, multe inaccesibile anterior. Specia umană s-a înmulţit tot mai mult; prin agricultură a început să modifice ecosistemele, şi a creat un surplus de hrană şi provizii pentru perioa-dele nefavorabile, a domesticit animalele şi a creat noi soiuri de plante. Cu cît se acumulau aceste avantaje pentru specia umană, cu atât ea avea posibilitatea să se înmulţească, să crească durata de viaţă. A in-tervenit lupta împotriva bolilor, şi a scăzut mortalitatea.
Omul a cucerit întreaga planetă, ritmul sau de creştere demogra-fică fiind tot mai ridicat, a creat marile aglomerări urbane, ajungân-du-se până la ceea ce numim astăzi megalopolisuri.
Folosirea a tot mai multă energie de către om, energie pe care o ia prin mijloace diferite din mediul înconjurător, face ca o bună parte din ea în loc să o utilizeze raţional, ajunge să fie eliberată sub formă de "deşeuri". In mod obişnuit în natură reziduurile fiinţelor vii sunt preluate şi recirculate integral. Omul foloseşte mult mai multe resurse decât are nevoie, deşeurile sale sunt tot mai numeroase: ele au depăşit de mult timp capacitatea de reciclare a ambianţei şi au declanşat un fenomen necunoscut până la el, poluarea. Cum în pre-zent omenirea preia majoritatea enegiei prin consumarea combus-tibililor fosili şi nu prin intermediul activităţii ecosistemelor naturale sau agricole, el epuizează resursele energetice şi de, materii prime stocate în litosferă şi accelerează procesele entropice (Fig.1).
1.3. Apariţia şi dezvoltarea noosferei \Ll/ A^
Noţiunea de noosferă defineşte perioada din evoluţia planetei noastre în care activităţile umane conştiente devin predominante şi influenţează sub diferite forme fluxurile materiale şi energetice la nivel global. In acest mod se creează condiţii pentru dezvoltarea vieţii şi societăţii în direcţiile dorite de om, deci influenţează evoluţia sa viitoare (care poate fi în sens pozitiv sau negativ).
In condiţiile apariţiei noosferei nu numai aspectele favorabile se amplifică, ci şi cele negative. Din această cauză este necesar să se desfăşoare un proces amplu şi activ de conştientizare a oamenilor,
Fig.1 Gradul de poluare a mediului înconjurător în funcţie de cantitatea de energie cheltuită (Soran, Godeanu)
realizarea unor activităţi mult mai controlate, ale căror consecinţe să fie multiplu analizate şi îndreptate atât în sens benefic oamenilor cât şi în scopul menţinerii echilibrelor naturale de pe planeta noastră. Aceasta este important deoarece omul nu se poate rupe de
4
natură. Nu trebuie uitat nici un moment că este în primul rând rezultatul evoluţiei biologice a acestei planete, deci că şi viaţa sa nu se poate desfăşura decât în condiţii mai mult sau mai puţin naturale. Atât de proclamata independenţă a omului de natură s-a dovedit o iluzie. Omul trebuie să mănânce şi să bea produse naturale, să respire aer curat, să se mişte în natură. Mediile total artificiale sunt energofage şi nu pot suplini nici nevoile materiale, nici pe cele spirituale ale omului. De aceea, conştientizarea locului şi rolului omului în natură este de o deosebită însemnătate.
Cum în prezent ne lovim îndeosebi de efectele negative ale activităţilor umane în noosferă, pentru a realiza o dezvoltare durabilă şi în armonie cu natura, este necesar ca să acordăm o atenţie sporită cunoaşterii, prevenirii şi combaterii efectelor negative ale activităţii umane. Spre exemplu, regiunea antarctică, care include un continent acoperit aproape permanent de gheţuri veşnice ca şi oceanele care-l mărginesc, oceane de o bogăţie biologică extraordinară apar tuturor drept o zonă nesupusă influenţei omului, ferită de exploatare. Studiile întreprinse în ultimele decenii de numeroasele staţiuni temporare sau permanente de observare care activează aici şi studiază mediile terestru, aerian şi oceanic, au evidenţiat existenţa unei game largi de impacte (Tab.1). Aceste impacte sunt rezultatul exploatării resurselor marine (balene, peşti), poluării inconştiente sau accidentale cu ţiţei, noxelor transportate de curenţii de aer, ş.a. Deşi din 1952 există sem-nat de către 12 ţări un tratat de protecţie a mediului antarctic, efectele negative prezentate în tabelul 1 nu numai că nu s-au redus în ultimii ani, ci se amplifică lent, cu consecinţe încă imprevizibile şi incalcu-labile la nivel planetar.
1.4 Definiţia şi conţinutulNcra^ptului de mediuînconjurător \ M / o W
Orice fiinţă vie, nu numai omul are uri mediu înconjurător al său. Din multitudinea definiţiilor date mediului înconjurător am selectat-o pe cea care ni se pare cea mai cuprinzătoare: Mediul înconjurător este reprezentat de mulţimea factorilor naturali şi artificiali, de ordin bio-logic, fizica-chimic şi social, capabili să influenţeze direct sau indirect starea componentelor abiotice şi biotice ale biosferei.
Tab. 11mpactele deliberate, incidentale sau accidentale asupra regiunii antarctice (după Spellerberg, 1995, modificat)
Mediul terestruDistrugerea sau modificarea habitatului Distrugerea sau modificarea biocenozelor Modificarea producţiei şi creşterii ritmurilot organismelor vii Modificarea distribuţiei vieţuitoarelor Introducerea unor organisme străine Poluarea prin - biocide si substanţe toxice, nutrienţi (eutrofizarea apelor dulci), radionuclizi, radiaţii electromag-netice
Modificarea echilibrului termic al mediului ambiant. Implicaţii estetice Mediul marin
Distrugerea sau modificarea unor habitate Distrugerea sau modificarea vieţuitoarelor Modificarea ritmurilor vitale ale organismelor Poluarea prin biocide sau substanţe toxice, nutrienţi, substanţe inerte, căldură. Mediul atmosferic
Poluarea prin oxizi de sulf, oxizi de azot, monoxid şi dioxidde carbon, hidrocarburi, microorganisme, substanţe odorizante, radiaţii electromagnetice__________Spargerea stratului de ozon ş i pierderea sa î n stratosfera.
Putem vorbi de un mediu înconjurător al oricărei biocenoze, specii, populaţii sau individ. O bacterie, o amoebă, un peşte, un om, o pădure de stejar sau o floare, toate au un mediu înconjurător specific lor. In figura 2 prezentăm structura mediului înconjurător al omului.
Definiţia reliefează faptul că în centrul atenţiei este pus viul, indiferent de gradul său de complexitate. Totodată ea subliniază importanţa noţiunii de "mulţimea factorilor care ne înconjoară" şi care lucrează ca un tot unitar. Deci, imediat ce unul sau altul dintre aceşti factori suferă modificări, întregul trebuie să se restructureze. Cu cât modificările sunt mai mari şi se manifestă în sens negativ, cu atât efortul de reechilibrare al întregului este mai mare. Rezilienţa, această capacitate a sistemelor ecologice de a reveni la starea lor iniţială după
Fig.2 Structura oikumenului sau a mediului înconjurător specific omului şi societăţii (Soran, Godeanu)
anumite perturbări, este tot mai mult pusa la încercare. Cu cat se acţi-onează mai mult în sensul ieşirii din parametrii normali de variaţie, cu atât capacitatea de rezidenţă poate slăbi, ducând la modificări ale echi-librelor ecologice. In cazul amplificării factorilor perturbatori negativi, refacerea echilibrelor ecologice se realizează mai lent sau mai greu. Dacă aceşti factori dereglatori nu încetează, echilbrele ecologice pot să se deterioreze, apar fenomenele de succesiune rapidă în direcţia creşterii entropiei, care pot culmina cu fenomene de aridizare şi apoi de deşertizare, şi care pot merge până la dispariţia vieţii.
1.5. Agresiuni umane şi retroacţiuni ecologice
Deoarece în capitolele anterioare am punctat câteva din aspectele legate de dezvoltarea omenirii şi modul în care această specie a schimbat echilibrele la nivel planetar, în cele ce urmează enumerăm succint gama agresiunilor umane (pe care nu le detaliem, ele constituind subiectul unei alte discipline, protecţia mediului înconjurător):
- defrişări- creare de terenuri agricole (ecosisteme semiantropizate)- intensificarea exploatării solurilor- accelerarea consumului de resurse materiale şi energetice- afectarea biodiversităţii (Fig.3)- sărăcirea fondului genetic prin crearea unor organismespecializate pentru anumite produse- introducerea unor specii noi- înmulţiri ale organismelor antropofile- diversificarea producerii şi utilizării substanţelor chimicede sinteză- intensificarea poluării mediului- modificări hidrologice- perturbaţii climatice- afectarea ciclurilor biogeochimice- crearea de medii artificiale- creşterea proceselor energofage în întreaga activitateumană
Fig. 3 - Contribuţia estimată a diferitelor acţiuni umane la extincţia vieţii sălbatice (după World Wildlife Fund)
Ca urmare a acestor impacte, mediul înconjurător a fost afectat determinând numeroase retroacţiuni ecologice, dintre care enumerăm:
- scăderea resurselor naturale- reducerea fondului alimentar şi a gamei de produse rezultate- creşterea fenomenului de bioacumulare a poluanţilor (Fig. 4)- creşterea biorezistenţei dăunătorilor şi paraziţilor- amplificarea efectelor negative ale poluării asupra mediului ambiant ■ ţ- scăderea rezilienţei şi redundanţei ecosistemelor şicomponentelor lor ! ' ;■ ;
- micşorarea retroacţiunilor ecologice -'- invazii-de specii eurioice, germeni patogeni- apariţia unor boli "ecologice "- apariţia unor disfuncţii ecologice la nivel local şi global.
2. BAZELE CONSTITUIRII UNUI SISTEM UNITAR DE CONTROL AL CALITĂŢII MEDIULUI
Un control real al calităţii mediului trebuie realizat pe baza unor principii şi reguli stricte şi unitare, unanim acceptate.
2.1. - Istoricul apariţiei şi constituirii monitoringului ecologic
Supravegherea mediului se face de foarte multă vreme, dar nu în mod organizat. In acest sistem se încadrează observaţiile privind schimbările climatice, secetele şi inundaţiile şi alte fenomene naturale pe care le găsim în scrierile cuneiforme, egiptene şi romane, în diferitele cronici din evul mediu. Aceste observaţii au putut fi sintetizate în lucrări de previziune a vremii şi producţiilor agricole (în ţara noastră un asemenea rol l-a avut o carte populară - Gromovnicul - care în urmă cu mai multe decenii era urmărită cu toată seriozitatea de ţărani).
Odată cu dezvoltarea ştiinţei, ele devin o preocupare sistematică şi metodică; se creează aparate şi diferite sisteme de măsurare cu ajutorul cărora sunt înregistrate pe perioade îndelungate unii parametri ai mediului cum sunt temperatura, umiditatea, radiaţia solară, nivelul şi viteza de scurgere a apelor. Ulterior specialiştii diferitelor discipline se organizează pentru a crea sisteme de măsură unitare: pentru clima-tologie, hidrologie, hidrochimie, pedologie, iar mai tîrziu pentru măsurarea poluării. Se trece astfel de la perioada empirică, la cea de urmărire sistematică, ştiinţifică, a principalilor parametri ai mediului înconjurător.
Datele cele mai vechi şi mai numeroase sunt cele înregistrate în climatologie. Ele sunt urmate apoi de cele de hidrologie, pedologie, chimia aerului, apei, solului, biologie. In ultimele decenii, sistemul de control al calităţii mediului evoluează rapid, se organizează, este pus pe baze strict ştiinţifice, el căpătând o importanţă transnaţională şi
atingând acum valori planetare. In prezent o componentă majoră a acestui sistem de control o au măsurătorile prin teledetecţie cu ajutorul sateliţilor artificiali.
Supravegherea mediului se realizează de către oameni de ştiinţă. La început aceştia lucrau mai mult sau mai puţin independent unii de alţii, folosind metode şi tehnici diferite, uneori chiar sisteme proprii, sau în cel mai bun caz utilizând standardele ţării lor. Rezul-tatele muncii lor erau publicate în diferite reviste, fapt ce îngreuna coroborarea şi compararea datelor. De aceea doar rareori se ajungea la concluzii unanim acceptate; uniformizarea metodelor şi apoi compa-rarea pe această bază a rezultatelor a devenit treptat o problemă prio-ritară. Ca urmare, s-au prganizat conferinţe, comitete de experţi şi întâlniri între specialişti care trebuiau să analizeze, compare şi să realizeze o corelare a datelor, să precizeze reguli unanim acceptate pe baza cărora să se facă măsurătorile anumitor parametri, cu anumite aparate şi la anumite perioade de timp. Rezultatele astfel obţinute urmau să fie puse la dispoziţia tuturor celor interesaţi.
Frământările pe care le-au generat aceste probleme au impus crearea unui sistem de control {monitoring) unitar, denumit ecologic sau integrat, care funcţionează la nivel planetar. Acest sistem a fost generat de necesitatea de a da răspuns la câteva întrebări fundamentale şi anume:
-A. Probleme legate de colectarea datelor:. . .. - Cine realizează şi finanţează sistemul de control al calităţii
mediului?- Care sunt scopurile şi obiectivele programului de moni-
: toring?- Ce metode trebuiesc folosite în măsurarea sistematică întimp a variabilelor şi proceselor?- Care este scara de timp în care se realizează monito-ringul şi care este frecvenţa de colectare a datelor?
. . - , ■ . - Ce variabile şi procese au fost alese şi care sunt cele mai bune variabile care pot satisface obiectivele programului de monitoring al mediului?
B. Probleme legate de analizarea, prezentarea şi interpretareadatelor
■ - Ce metode au fost folosite pentru analiza datelor ? i.- Au fost datele interpretate bine şi corect? , - Care şi cum sunt prezentate datele pentru ca acestea să dea maximum de informaţii în condiţiile realizării unei maxime audienţe ?
Cândse trec în revistă principalele momente care au dus la crearea sistemului global de monitoring al mediului câteva date sunt semnificative:
1948 - l a fiinţa Uniunea Internaţională pentru Protecţia Naturii (IUPN) care în 1957 se transformă în Uniunea Internaţională ptentru Conservarea Naturii şi a Resurselor Naturale (IUCN)
1962 - Apare cartea scriitoarei Rachel Carson"Silent spring" (Primăvara tăcută), o zguduitoare avertizare a dezastrelor pe care le poate determina omul dacă nu ia măsuri eficiente de protecţie a naturii.
1964 - Se înfiinţează Consiliul Internaţional al Uniunilor Ştiinţifice (ICSU)1968 - UNESCO organizează prima conferinţă asupra Biosferei - UNESCO crează o comisie care este însărcinată cu stabilirea parametrilor care ar trebui urmăriţi în activitatea de control a calităţii mediului
1971 - UNESCO lansează programul "Omul şi Biosfera" (Man &Biosphere - MAB)
1972 - Sub egida ONU se organizează la Stockholm primaconferinţă asupra mediului înconjurător, la care se lansează conceptulde Sistem de Monitoring Global (GEMS) şi se decide ProgramuluiNaţiunilor Unite pentru Mediul înconjurător (UNEP)
- Apare prima carte a Clubului de la Roma - "Limitele creşterii" (sub redacţia lui Meadows)
1973 - Apare sub redacţia lui Munn cartea "Sistemul global decontrol al mediului înconjurător" care va sta la baza organizăriiulterioare a sistemului global de monitoring al mediului (GEMS). Inaceastă carte se face pentru prima dată o clasificare a principalilorfactori importanţi pentru controlul global al mediului (aşa numitamatrice Batelle - Tab 2).
Pe această bază se demarează la organizarea diferitelor sisteme de control a calităţii mediului.1980 - Apare "Global 2000" - un raport elaborat de Departa-
mentul de stat şi Consiliul pentru Calitatea Mediului din SUA şi prezen-tat pentru prima dată de preşedintele Carter. Ulterior, an de an, preşe-dinţii SUA prezintă în faţa naţiunii un raport asupra stării mediului.
- Apare "Strategia pentru conservare la nivel planetar" publi-cat de IUCN în are sunt precizate 3 obiective prioritare:
1. menţinerea proceselor ecologice şi a sistemelor de suport a vieţii;2. păstrarea diversităţii genetice şi conservarea speciilor sălbatice;3. asigurarea utilizării pe timp îndelungat a speciilor şi ecosistemelorşi folosirea cu grijă a tuturor resurselor naturale ţinând seama deconsiderentul ca ele sunt necesare nu numai acum, ci şi generaţiilorviitoare.
1982 - Conferinţa ONU de la Nairobi organizată pentru a constata progresele realizate în cei 10 ani care au trecut de la Conferinţa de la Stokholm
- ONU adopta Carta Mondială a naturii- Holdgate, Kassas si White publica "Starea mediului 1972-1982"- Uniunea internaţională a Ştiinţelor Biologice (IUBS) iniţiază programul de bioindicatori1983 - Adunarea Generală ONU crează Comisia Mondială pt. Mediu şi Dezvoltare1983 - Are loc primul din seria de simpozioane dedicate mo-nitoringului organizat de IUBS1985 - se adoptă Directiva Comunităţii Europene cu privire la
gestionarea impactelor asupra mediului1987 - Este publicat raportul comisiei Bruntland "Viitorul nostru
comun" în care se pun bazele conceptului de dezvoltare durabilă (sustainability)1989 - IUCN publică "De la strategie la acţiune" - un răspuns la raportul Bruntland1992 - Are loc la Rio de Janeiro Conferinţa ONU pentru Mediuşi Dezvoltare
1993 - La iniţiativa Societăţii Internaţionale de Ecologie(INTECOL), se lansează la Cuernavaca, programul de cercetăriecologice "Iniţiativa Internaţională pentru o Biosfera Durabila (ISBI)"
Urmare a acestor activităţi, de la nivelul ONU la cel al organizaţiilor create de aceasta, cât şi de la nivele locale şi regionale a apărut şi s-a conturat un sistem coerent şi unitar de supraveghere a calităţii mediului. El a fost pus în practică de 2 organizaţii internaţionale:'
- Programul Naţiunilor Unite pentru Mediul înconjurător (PNUE)Şi
- Consiliul Internaţional al Uniunilor Ştiinţifice care acţioneazăprin Comitetul Ştiinţific pentru Problemele Mediului (SCOPE)
Programul de monitoring al mediului la nivel planetar are 4 componente:
1. Sistemul global de monitoring al mediului (GlobalEnvironmental Monitoring System - GEMS)
3. Registrul International privind substanţele chimicepotenţial toxice (International Register of Potenţial Toxic Chemicals -IRPTC)
4. Sistemul de Informaţii privitoare la mediu - INFOTERRA
2.2. Definiţia monitoringului ecologic/ integrat
Pentru înţelegerea controlului calităţii mediului trebuie dată o definiţie clară a acestuia. In prezent, pentru acelaşi termen există două sensuri: unul ecologic, altul tehnologic.
In sens ecologic monitoringul ecologic este sistemul de supraveghere sistematică şi continuă a stării mediului şi a compo-nentelor sale sub influenţa factorilor naturali şi antropic! (Botnariuc, 1987).
In sens tehnologic monitoringul integrat reprezintă un sistem complet de achiziţie a datelor privind calitatea mediului obţinut pe baza unor măsurători sistematice, de lunga durată, la un ansamblu de parametri şi indicatori, cu acoperire spaţială şi temporală care pot să asigure posibilitatea controlului poluării (după Rojanschi, 1995). Din definiţia monitoringului integrat reiese că se pune accentul pe ideea achiziţiei de date - deci pe parte informativă - şi limitează aria de acţiune a monitoringului doar la fenomenul de poluare.
Tab. 2 - CLASIFICAREA FACTORILOR IMPORTANŢI IN MA TRICEA BA TELLE (1973)
Specii ş i popula ţ ii acvatice - peşti (acvacultura)- vegetaţie naturală- dăunători- peşti (populaţii naturale) ^_________________-- vânatciiBene^Lpăfr'peseuitnaturăr
—---------Biotopuri si ecosisteme terestre - indice de interacţiune trofică- caracteristicile apelor- specii rare şi specii ameninţate cu dispariţia- diversitatea specifică
Ecosisteme Calitatea apei Calitatea aerului - apa în bazinele hidrografice
- oxizii de carbon- consumul biochimic de oxigen
- hidrocarburi- oxigenul dizolvat - oxizii de azot- conţinutul de bacterii coli - emisiuni solide
- carbonul anorganic - oxizii de sulf- azotul anorganic - alte emisiuni- fosforul anorganic- pesticide
■ - pH-ul Poluarea solului- temperatura - exploatarea solului- cantitatea totală de substanţe - eroziunea solului
î nv ăţă m â nt - ş tiin ţă - arheologie- economieAspecte istorice - arhitectură şi stil- evenimente- oameni- religie şi cultură- graniţa dintre tradiţional şi revoluţionarAspecte etico-reliqioase - naţionalităţi şi obiceiuri- grupări etnice şl politice-grupări religioaseAspecte ale vie ţ ii culturale - viaţa culturală de grup- viata în retragere, izolare- problematici de viitor- simţul unităţii cu naturaParticularit ăţ ile vie ţ ii oamenilor - posibilitatea găsirii unui loc de muncă- posibilitatea găsirii unei locuinţe
______- interac ţ iuni sociale
In anexa 1 la legea 137/95 (Legea Protecţiei Mediului), prin ter-menul de monitorizarea mediului se înţelege un "sistem de suprave-ghere, prognoză, avertizare şi intervenţie, care are în vedere eva-luarea sistematică a dinamicii caracteristicilor calitative ale factorilor de mediu, în scopul cunoaşterii stării de calitate şi semnificaţiei ecologice a acestora, evoluţiei şi implicaţiilor sociale ale schimbărilor produse, urmate de masurile ce se impun". In mod uzual în România se vorbeşte de monitoring integrat şi nu de monitoring ecologic.
De aceea în cele ce urmează cel mai ades ne vom referi la monitoringul ecologic/ integrat (ME/I) fiind vorba în fond de acelaşi lucru.
Monitoringul ecologic /integrat urm ă re ş te: - realizarea unui sistem integrat de înregistrări metodice;- evaluarea cuantificată a structurilor şi a modului de funcţionarea proceselor ecologice;- compararea stării mediului cu intensitatea activităţii socio -economice;- modelarea situaţiilor constatate -şi pe această bază-- prognozarea sensului, a tendinţelor şi schimbărilor ce au loc.Monitoringul ecologic/integrat implic ă :- construirea unui model conceptual al structurii, stabilirea
conexiunilor interne ale mediului studiat şi ale compartimentelor sale,ca şi al legăturilor cu mediile învecinate;- desfăşurarea unor analize cantitative şi calitative asupramediului;
- realizarea unor modele matematice ale actualelor procese ceau loc în natură.
Problema fundamental ă a monitoringului ecologic/integrat constă în preîntâmpinarea cât mai devreme posibil a acţiunilor negative rezultate din activităţile umane. Pentru aceasta trebuie apreciat sensul în care reacţionează mediul înconjurător, evoluţia subsistemelor care îl compun, totul efectuându-se pe bază de analize detaliate, siste-matice şi de lungă durată.
Este esenţial ca monitoringul ecologic integrat să fie abordat sistemic, holistic, în concordanţă cu complexitatea desfăşurării
18
proceselor din natură.
Necesitatea existentei monitorinqului ecologic / integrat este legată de:
- cunoaşterea evoluţiei calităţii şi cantităţii componentelor mediului;
- obţinerea de informaţii comparabile la scară locală, regională,continentală şi globală, informaţii ce pot fi utilizate în diferite programede cooperare internaţională din domeniul protecţiei mediului;
- cunoaşterea şi evaluarea rapidă a situaţiei în cazuri accidentalecare au impacte asupra mediului;
- acumularea de cunoştinţe pentru stabilirea şi fundamentareaacţiunilor de protecţia mediului, evaluarea impactelor, realizarealucrărilor de reconstrucţie, redresare sau restructurare ecologică.
Scopurile sistemelor de monitoring al calităţii mediului sunt:- cunoaşterea gradului actual de afectare a calităţii mediului subinfluenţa diverselor impacte umane;- obţinerea din timp a unor observaţii obiective care, suprapuse pestefluctuaţiile normale, să poată permite sesizarea tendinţelor în desfăşurarea proceselor ecologice cât mai devreme şi cât mai clar;- stabilirea şi impunerea măsurilor de protecţie, conservare, reconstrucţie a mediului şi retehnologizarea pe baze ecologice a tuturor activităţilor umane;- aprecierea reală a raportului cost/beneficiu a lucrărilor tehnicemenţionate anterior;- realizarea unui control al eficienţei măsurilor ce se iau pentru protecţia mediului.
Monitoringul ecologic/integrat vizează obţinerea unei imagini reale, de ansamblu, asupra stadiului la un moment dat al calităţii mediului ca şi al tendinţei de evoluţie pe cele două componente de bază - mediul biotic şi mediul abiotic- în interconexiunea lor.
Obiectivele monitoringului ecologic/integrat pot fi cu caracter general, specifice şi prospective.
2.3.1. Obiective ale monitoringului cu caracter general- integrarea supravegherii factorilor de mediu într-un fluxcontrolabil de informaţii;- obţinerea de date pentru caracterizarea calităţii factorilor de
mediu, a conexiunilor dintre parametri, a tendinţelor de evoluţie înspaţiu şi timp;
- descrierea problemelor şi evidenţierea urgenţelor; în funcţie deparametri se stabileşte urgenţa şi ordinea priorităţilor;
- fundamentarea tehnică pentru elaborarea, selectarea şiadoptarea deciziilor şi a măsurilor ce se iau în situaţii normale şiexcepţionale (dacă avem multe date, putem fundamenta mai binedeciziile ce vor fi luate). Astfel se pot pune probleme legate degospodărirea resurselor naturale pe principii ecologice, stabilirea şiurmărirea obiectivelor strategice de protecţia mediului, încadrarea înprevederile convenţiilor internaţionale şi informarea publicului;
- controlul efectelor aplicării măsurilor de protecţie a mediului şireajustarea lor în raport cu realitatea şi cu obiectivele propuse;
- proiectarea programelor de management;- evaluarea eficienţei instituţiilor ce se ocupă de protecţia
mediului şi a programelor de prevenire;- posibilitatea de a acţiona în situaţii de urgenţă;- asigurarea schimbului internaţional de informaţii privind stareamediului.
2.3.2. Obiective ale monitoringului cu caracter specific- realizarea monitoringului de transport al poluanţilor (de exem
plu cel de la Copşa Mică, Baia Mare sau Midia-Năvodari). Pentruaceasta se face monitoringul de fond (urmărind parametrii de bază),se face estimarea intrărilor şi a modalităţilor de transfer a poluanţilor,se realizează studii pentru evoluţia spatio-temporală a calităţii mediuluişi se realizează prognoze şi modele matematice.
- realizarea monitoringului concentraţiilor de poluanţi. In acestscop se caracterizează situaţia poluanţilor la nivel de fond, se fac
studii de bază în relaţie cu standardele de calitate (pentru fiecare poluant există concentraţii admisibile şi, comparate cu aceste concentraţii, datele culese pot spune dacă depăşesc limitele sau nu; se fac analize de evoluţie în timp, studii de impact, prognoze şi modele matematice ale efectelor poluanţilor respectivi. Pe baza datelor astfel obţinute, se poate face avertizarea în caz de urgentă.
- realizarea monitoringului biologic de detaliu şi anume: precizarea biocenozelor specifice şi dinamica lor, stabilirea parametrilorfuncţionali ai acestor biocenoze, evidenţierea evoluţiei şi stării echilibrelor ecologice; precizarea gradului de rezistentă a ecosistemelor lafactorii perturbatori (este ecosistemul suficient de rezistent pentru atampona efectul sau nu?) - şi în final modelarea efectelor şi întocmireaprognozelor.
2.3.3. Obiective ale monitoringului cu caracter prospectiv
- realizarea de modele ale situaţiei existente şi, pe această bază,precizarea unor alternative în activitatea de protecţie a mediului,
- controlul calităţii mediului în variantele aplicate;- controlul modului în care se realizează modelul şi dacă modelul
propus este valabil (deci cum funcţionează sistemul de feed-back însituaţia dată).
2.4. Poluarea ca problemă a monitoringului ecologic/ integrat
Din capitolele 1.4, 1.5 şi 2.1 a reieşit faptul că una dintre princi-palele cauze ale deteriorării echilibrelor ecologice o constituie rezidiile rezultate din cele mai diferite activităţi umane, rezidii care generează fenomenul de poluare. Efectele poluării nu sunt singurele, dar acţio-nând sinergie cu alte forme care afectează mediul, ele pot determina prejudicii extrem de grave, atât ambianţei, cât şi omului. Din această cauză, problematica ME/I s-a scindat în două:
- pe de altă parte, necesitatea realizării unui sistem desupraveghere generală, globală a stării mediului la nivel planetar;
- pe de altă parte necesitatea de a supraveghea starea mediuluiîn apropierea surselor generatoare de noxe.
Cele două aspecte nu sunt contradictorii, ci se compensează. Controlul calităţii mediului în plan local reprezintă principalul sistem de punere în evidenţă a aspectelor legate de poluare. Acest sistem este utilizat pe teritoriul sursei poluante (unde îmbracă aspecte vizând protecţia muncii - efectele noxelor asupra muncitorilor- efecte vizând coroziunea utilajelor, a construcţiilor, etc); în imediata sa. apropiere (pentru a se evidenţia efectele asupra aşezărilor umane şi < asupra terenurilor agricole învecinate): într-o zonă de impact a mai r multor surse de poluare. Asemenea sisteme de monitoring se organî- :
zează şi in"puncte fierbinţi" din oraşele mari, rezultatele principalilor parametri fiind analizaţi automat (putând fi afişaţi permanent, faptce constituie şi un foarte bun mijloc educaţional pentru citadini).
Controlul calităţii mediului în plan local poate evidenţia intensitatea poluării cu anumite substanţe, fluctuaţiile acestora în funcţie de factorii de mediu climatici, hidrologici, pedologiei sau biotici. El evidenţiază efectele de scurtă sau lungă durată, dacă un anumit poluant a fost oprit sau nu, ce remanentă are pe plan local, ş.a. Moni-toringul local utilizează tehnici specifice, incluzând uneori senzori şi aparate de monitorizare automată. Acest tip de monitorizare face obiectul monitoringului local şi al celui al supravegherii diverselor emisii de poluanţi. La nivel global el se află în atenţia-. Registrului Internaţional privind Substanţele Chimice Potenţial Toxice (IRPTC). Controlul calităţii mediului la nivel global se realizează în staţiuni complex amenajate, situate la distanţe mari de aşezări umane sau surse de poluare, ele urmărind îndeosebi starea generală a calităţii mediului în zona respectivă şi acoperă o suprafaţă de minim 25.000 kmp. Controlul calităţii mediului la nivel global evidenţiază un număr mai redus de parametri, unanim acceptaţi de comunitatea internaţio--; nală; ei sunt analizaţi cu aparatură şi tehnici de foarte mare fineţe, tehnici ce adesea diferă de cele folosite în monitoringul local. Acest tip de monitoring se desfăşoară sub cotrolul Oficiului Central al Sistemului Global de Monitoring al Mediului (GEMS) şi a Monitoringului de Fond, Global, Integrat (IGBM).
Revenind la problema poluării, este evident că ea necesită un < sistem de supraveghere permanentă, atentă, se face cu o marefrec' venţâ la sursele de poluare, fie că ele afectează apa, sau aerul.
Din gama cvasiinfinită de poluanţi, pe bază de cercetări ■' toxicologice, medicale, agrosilvice şi de urbanistică, o comisie a GfEMS :
a stabilit încă din 1973 un număr de 4 liste de substanţe care sunt indicatori de stress pentru mediul înconjurător şi anume:
1. Principalele substanţe care pot fi examinate pentru fezabilitatea măsurătorilor (Tab.3);
2. Un număr de substanţe rezultate din tab. 3 care urmau să fietestate în perioada 1973-1981 (Tab 4);
3. Substanţele selectate din tab. 3 care pot fi utilizate în monitoringul local sau regional oriunde apar probleme locale speciale(Tab.5);
4. Substanţele din tab.3 care nu sunt recomandate pentru monitoringul de rutină (deoarece ridică unele probleme tehnice sau suntîncă discutabile) (tab.6).
Deşi au trecut mai bine de 20 ani, marea majoritate a compuşilor prezenţi în tabelele 3 - 6 au rămas de aceiaşi importanţă. In plus, aten-ţia acordata diverşilor poluanţi a crescut, gama lor diversificându-se.
Tab. 3 Substanţe şi indicatori de stres ai mediului cu importanţă potenţială în influenţarea directă sau indirectă a omului şi biosferei (Munn, 1978)
1. Dioxidul de sulf şi sulfaţii gazoşi de origine atmosferică2. Materiile în suspensie3. Monoxidul de carbon4. Dioxidul de carbon şi alte urme de gaze care afectează proprietăţiletrecerii radiaţiilor prin atmosfeiă5. Oxizii de azot gazoşi difuzaţi în aer6. Ozonul, oxidanţii fotochimici şi hidrocarburile uşor reactive7. hidrocarburile pol/ciclice aromate8. Metalele toxice, în special mercurul, plumbul, cadmlul9. Compuşii organici halogenaţi, îndeosebi DDT şi metaboliţii săi, PCB(policlorura de carbon), Dieldrin şi compuşi alifatici halogenaţi cu lanţuriscurte10. Azbestul11. Hidrocarburile din petrol12. Toxinele de origine biologică (din alge, fungi şi bacterii)13. Nitraţii, nitriţii, nitrosaminele14.Amoniul15.Anumiţi indicatori ai calităţii apei - consumul biochimic de oxigen(CBO5), oxigenul dizolvat(OD), bacteriile coliforme16. Anumiţi radionuclizi17. Alergenii
10. Substanţele eutrofizante (nitrati, fosfaţi)11. Sărurile solubile ale metalelor alcaline şi alcalino-pământoase
20.- Alte substanţe care au pus în trecut probleme semnificative mediului ambiant la nivel local (cum sunt arsenicul, borul, fosforul elementar, seleniul, fluorul)21. Zgomotul22. Apele uzate calde _________________________________________
Tab.4 Substanţe şi indicatori de stres ai mediului recomanda ţi pentru monitoring (Munn, 1978)
Substan ţ e sau indicatori _____________ Mediul din care se analizeaz ă 1. Dioxidul de sulf şi sulfaţii difuzaţi în aer aer2. Materiile în suspensieaer, apă
3. Monoxidui de carbonaer
4. Dioxidul de carbon aer, oceane5. Oxizii de azot difuzaţi în aer aer6. Ozonul, oxidanţii fotochimici şi
hidrocarburile reactive aer7. Metalele toxice
Mercurul sol, apă, hrană, organismePlumbul om, sol, apă, aer, hrană, organismeCadmiul om, hrană, apă, organisme
8. Compuşii organici haiogenaţi, în specialDDT şi metaboliţii săi, PCB şi Dieldrin om, sol, hrană, organisme
9. Hidrocarburile din petrol în apă apă10. Anumiţi indicatori ai calităţii apelor apă
Consumul biochimic de oxigen apăOxigenul dizolvat . apăpH apăEscherichia coli apăAmoniul apă
11.Nitraţii, nitriţii şi nitrozaminele apă, hrană, sol12. Anumi ţ i radionuclizi (Cd. 137, Sr.90) ap ă , hrana, sol, toate mediile
Tab.5 Substanţe care pot fi monitorizate pe plan local sau regiunai oriunde sunt probleme locale deosebite (Munn, 1978)
__________Substan ţ e sau indicatori ________________ Mediul din care se analizeaz ă
1. Sărurile solubile ale metalelor alcalinesi alcalino-pământoase apa subterană, sol
2. Substanţele eutrofizante (nitraţi, fosfaţi) apă, sol2. Alte substanţe care au ridicat în trecut
probleme asupra mediului la nivel local(arsenicul, borul, fosforul liber, seleniul,fluorul şi anumite metale grele sol, apă, hrană
2.5. Abordarea sistemică în monitoringul ecologic / integrat
Pentru ecologii care lucreaz ă î n domeniul controlului calit ăţ ii mediului , analiza sistemică, aşa cum este ea înţeleasă şi aplicată în ecologie, reprezintă metoda de lucru de bază. Analiza sistemică, introdusă de Odum în ecologie în urmă cu 25 ani, reprezintă nu numai o paradigmă, ci chiar metodologia de abordare şi rezolvare a proble-melor ce stau în fata ecologiei teoretice şi aplicate, metodologie ce a fost extinsă şi asupra lucrărilor privind cunoaşterea şi supravegherea mediului înconjurător. Pe baza analizei sistemice se realizează un sis-tem coerent de sistematizare a datelor din teren, de apreciere a fluc-tuaţiilor diverşilor parametri, pe baza cărora se constituie o viziune holistică a stării mediului la diverse nivele (local, regional, sau global)
viziune care permite modelarea situaţiei reale şi permite stabilirea unor posibile alternative de evoluţie a calităţii mediului care pot fi în funcţie de diverse acţiuni umane (stoparea poluării, dirijarea unor procese prin acţiuni de reconstrucţie ecologică, retehnologizarî ecologice, s.a). Această analiză sistemică se realizează în 7 etape (Fig.5). Pentru inginerii de mediu viziunea sistemică înseamnă:
- stabilirea cauză-efect şi raportul emisii-imisii;- stabilirea unor arii de investigare complexe;- urmărirea concomitentă a factorilor abiotici şi a celor biotici;- analiza surse punctiforme - surse difuze;- raport cantitate-calitate;- urmărirea circulaţiei poluanţilor;- managementul mediilor ca resurse şi ca factori afectaţi;- analiza matricială a monitoringului integrat.Considerăm că luarea în considerare a ambelor puncte de
vedere este deosebit de benefică pentru cel ce lucrează'în monitoringu! ecologic/integrat.
Fig.5 - Cele şapte etape ale aplicării analizei sistemice la problemele concrete ale monitoringului mediului (după Joffrey, 1981, modificat)
3. PRINCIPIILE DE REALIZARE A MONITORINGULUI ECOLOGIC / INTEGRAT
Specialiştii au definit trei categorii de principii:
1. Principii instituţionale - direcţionează activitatea instituţiilor care suntabilitate să organizeze şi să desfăşoare monitoringul ecologic/ integrat;
3. Principii operaţionale - modul concret în care se lucrează în monito-ringul ecologic / integrat
3.1. Principii instituţionale
Principiile instituţionale care stau la baza desfăşurării monitorin-gului ecologic / integrat sunt:
A. In monitoringul ecologic/integrat este important să existe un sistem organizat la nivel suprastatal , deci subordonat unor foruri internaţionale create special în acest sens. Aceste organisme trebuie să aibă personal propriu şi să se situeze deasupra intereselor statale. Ele sunt constituite din experţi recunoscuţi pe plan internaţional şi care elaborează liniile directoare, strategia, cadrul, formele şi modalităţile de desfăşurare ale monitoringului ecologic/ integrat. Pentru ca monito-ringul ecologic / integrat să se desfăşoare bine trebuie ca:
1.Cooperarea interguvemamentală în monitornig trebuie să serealizeze ţinându-se seama de sistemele naţionale şi internaţionalecare deja există;
2.Agenţiile ONU specializate care există trebuie folosite lamaximum în procesul de coordonare şi implementare a monitoringului;
3.Pentru punerea bazelor monitoringului mediului trebuie acor-
dată prioritate problemelor globale sau celor de interes multinaţional;4. Un rol important îl joacă schimbul de informaţii în legătură cu
probleme de importanţă majoră pe plan local, ca şi metodele folositeîn monitorizarea acestora;
5. O importanţă deosebită trebuie acordată variabilelor criticecare sunt posibil de realizat prin măsurători ştiinţifice adecvate lamomentul respectiv. In cazul în care tehnicile de măsurare pentruvariabilele de importanţă critică sunt deficitare, acestora trebuie să lise acorde o atenţie pentru dezvoltarea şi perfecţionarea lor;
6. Sistemul de monitoring ecologic / integrat trebuie să aibăobiective clar definite, înţelegerile legate de evaluare şi stocareadatelor trebuie să constituie parte integrantă din sistem;
7. Naţiunile care sunt de acord să participe la un sistem globalsau regional de monitoring ecologic sunt obligate să facă schimbprompt de informaţii, date şi interpretări ale acestora;
8. Un monitoring internaţional implică participarea multor naţiuni,un sistem bine organizat de asistenţă, includ sprijin şi cursuri care seacorda cui cere, indiferent de stadiul dezvoltării sale economice;
9. Naţiunile trebuie să-şi asume responsabilitatea implementăriisistemelor lor proprii în sistemul de monitoring ecologic / integratinternaţional şi să abordeze şi zone dinafară jurisdicţiei naţionale, aşacum sunt oceanele şi spaţiul cosmic. Activităţile în aceste zone revinca responsabilitate ţărilor care le realizează.
Monitoringul la nivel internaţional trebuie să se constituie într-o autoritate recunoscută în toate ţările, cu specialişti internaţionali care lucrează în calitate de consilieri. Organizatorul principal este UNEP (Programul Naţiunilor Unite pentru Mediul înconjurător) care a creat GEMS.
Tot la nivel internaţional s-au realizat abordări sectoriale multinaţionale în care, pentru anumite zone, ţările implicate se pun de comun acord pentru a realiza monitoringul zonal. Aşa este organizat monitoringul ecologic / integrat al Mării Negre, Mării Mediterane sau Mării Baltice, monitoringul ecologic / integrat al bazinului fluviului Dunărea, al fluviului Rin, etc. La acest tip de monitoring se folosesc mult rezultatele teledetecţiei efectuate prin satelit.
B. Deoarece monitoringul ecologic internaţional se bazează pe organizarea unui sistem de monitoring la nivel na ţ ional , este logic ca acesta să fie în primul rând el de realizat. In acest scop există posibilităţi de sprijin financiar, operaţionalei logistic din partea forurilor internaţionale.
La nivel naţional trebuie să existe un sistem centralizat, o reţea de unităţi specializate în efectuarea acestui monitoring ecologic/ integrat, cu responsabilităţi clare, un sistem de recoltare, aparatură de analiză şi tehnici compatibile sau comparabile cu cele din alte ţări, un sistem de centralizare a datelor şi de transmisie-receptie spre băncile internaţionale de date.
3.2. Principii ştiinţificeRealizarea monitoringului ecologic / integrat este o activitate ce
se desfăşoară pe baze ştiinţifice, cu tehnici ştiinţifice, cu aparatură de înaltă precizie, de către specialişti din toate domeniile care concură la acest monitoring: climatologi, hidrologi, pedologi, biologi, ecologi, toxicologi, chimişti, fizicieni, matematicieni, statisticieni ş.a. Datele ce se culeg, deşi sunt obţinute de specialişti din domenii diferite cu tehnici şi metode specifice, trebuie privite într-un mod unitar.
In prezent se pune accentul pe perfecţionarea sistemelor de stocare, prelucrare şi interpretare a datelor, pe modelarea şi stabilirea opţiunilor de viitor.
Un rol important îl joacă principiile ştiinţifice şi modul de organizare şi desfăşurare de către specialiştii în domeniu. Ca activităţi de bază menţionăm activitatea comitetelor de experţi, publicaţiile ştiinţifice, manifestările ştiinţifice, precum şi alte activităţi la nivel internaţional şi regional.
3.3. Principii operaţionaleAu fost stabilite un număr de 10 principii operaţionale în
realizarea monitoringului ecologic / integrat:1. Tehnici de recoltare comparabile la nivel internaţional;
metodele recomandabile, unităţile de măsură şi altele vor fi publicate
30
in manuale speciale;2. Intercalibrări periodice şi referinţe standard;3. Existenţa unor banei de date compatibile;2. Este necesar un control permanent de calitate, deoarece chiar
în laboratoarele de cercetare cele mai competente pot apare greşeli;4. Trebuie să existe termene clare de raportare a rezultatelor;3. Se impun descrieri fizico-geografice şi fotografice ale fiecărei
staţii în care se fac monitorizări;4. Trebuie menţinute staţiile de lucru, documentaţiile, calibrările
şi datele ce se adună pe perioade lungi de timp (inclusiv apariţia unorfenomene naturale sau nenaturale provocate de om).
5. Ca urmare a creşterii mobilităţii oamenilor, staţiile de controla calităţii mediului devin tot mai accesibile unor intruşi care voit sau nu,pot perturba aceste activităţi. De aceea este necesară realizarea unorsisteme de avertizare, detectare, control şi îndepărtare cu forme legalea acestora;
6. Doarece în timp au loc schimbări în tehnicile sau metodelefolosite, este necesar ca cel puţin pentru un an să se realizeze analizeduble, folosind conceptele, tehnicile vechi şi cele noi;
10. Datele iniţiale obţinute în fiecare staţiune vor fi analizatestatistic pentru a se determina variabilitatea normală, scopul fiindoptimizarea frecvenţei recoltărilor. Calcularea coeficienţilor spaţiali decorelaţie va fi folositoare în optimizarea densităţii reţelelor şidescoperirea anomaliilor locale.
4. ORGANIZAREA MONITORINGULUI ECOLOGIC / INTEGRAT
4.1. Conceptul general de organizare
Pentru realizarea unei activităţi reale şi eficiente de protecţia mediului, controlul neîncetat al calităţii mediului şi cel al cantităţii de poluanţi deversaţi sau existenţi în mediu reprezintă o necesitate obiectivă.
Organizarea acestui control nu se poate face dintr-o dată ci pe baza unui plan bine gândit, prin formarea de specialişti, achiziţionarea de aparate de măsură, organizarea unei reţele de puncte de control, a unui centru de comandă, stocare, prelucrare şi transmitere a datelor.
Acest sistem de organizare, atât pe plan naţional cât şi pe plan internaţional, se realizează în 2 - 3 - 4 etape. Spre exemplu în România organizarea sistemică a monitoringului integrat a demarat în anul 1990, când în cadrul Ministerului Mediului (actualul Minister al Apelor, Pădurilor şi Mediului înconjurător). S-a creat o Direcţie de control a calităţii mediului, direcţie a cărui scop a fost realizarea şi coordonarea unui monitoring integrat în ţara noastră şi conectarea sa la sistemul mondial (GEMS). Pentru realizarea acestui monitoring au fost stabilite trei etape :
I - Definitivarea programului de monitoring, dotarea cu aparatură,formarea de personal, asigurarea desfăşurării unui flux de date şianaliza rezultatelor. Această etapă a durat 2 ani şi s-a desfăşurat înperioada 1991-1992;
II - Definitivarea metodelor de analiză şi stabilirea aparaturii demăsură şi control ce urma să fie folosită, procurarea sa, punerea înexploatare, analiza calităţii rezultatelor şi elaborarea programului finalde monitoring integrat. Etapa aceasta a fost prevăzută a se desfăşuraîn perioada 1993-1996.
III - Desfăşurarea monitoringului integrat în cadrul unui sistembine organizat, cu analize periodice, capabile să-permită neîncetataperfecţionare a sistemului, îmbunătăţirea sistemelor de stocare şi
prelucrare a datelor. Această fază a demarat în anul 1996 şi se va desfăşura pe o perioadă de timp nelimitată.
Bazele acestui sistem au fost puse de Institutul de Cercetări pentru Ingineria Mediului şi acum monitorngul în ţara noastră este în plină desfăşurare. Detalii asupra sa vor fi prezentate în capitolul 6.3.
4.2. Sursele monitoringului ecologic / integrat
Prelucrarea datelor pentru desfăşurarea monitoringului ecologic/ integrat se adună din toate componentele biotice şi abiotice ale mediu-lui (aer, apă marină, oceanică, dulce sau subterană, din sol şi subsol, radioactivitate, vegetaţie şi organisme), dar şi din unele componente ale mediului uman, cum sunt hrana, apa de băut, surse epidemiologi-ce; (a se vedea Cap. 5.2.1). O atenţie deosebită se acordă surselor de poluare şi modului în care se realizează dispersia poluanţilor în mediu (a se vedea Cap. 5.2.2.)
In organizarea monitoringului ecologic / integrat se disting două sisteme diferite de lucru: sistemul organizat pentru monitoringul de fond al calităţii mediului, care cuprinde 4 etape şi sistemul organizat pentru monitoringul poluării.
4.3.1. Organizarea monitoringului pentru controlul de fond al calităţii mediului
In vederea desfăşurării monitoringului de fond este necesar să se parcurgă următoarele patru etape :
I - Inventarierea obiectelor. In această primă etapă se trec în revistă toate informaţiile legate de zona în care se va amplasa staţia de fond şi anume :
- analiza materialelor esenţiale de cartografie a zonei, căutarea de hărţi, evidenţa proprietăţilor din zonă (luate din cadastru) şi se fac aerofotograme (în scopul obţinerii unei viziuni globale, spaţiale a
zonei);- se stabilesc folosinţele şi modul de utilizare a pământului,
structura terenului, se precizează cantitatea şi calitatea recoltelor,modul de administrare a nutrienţilor şi pesticidelqr pe terenurile agricole, sistemele folosite de combatere a dăunătorilor în silvicultură şimodul de gospodărire a pădurilor din zonă;
- se caută să se cunoască istoria covorului vegetal, precum şimodificările survenite în timpuri istorice privind structura landşaftului:
- se demarează analizele meteorologice, hidrologice şi se cautăsă se reconstituie "cronicile naturii" din zonă, îndeosebi a celor dinrezervaţiile naturii; se face deci inventarul floristic şi faunistic şi seprecizează speciile rare sau cele pe cale de dispariţie;
- pe baza datelor susmenţionate se trece apoi la stabilirea interdependenţelor dintre datele şi parametrii acumulaţi în zona în careurmează să se amplaseze staţia de control de fond a calităţii mediului.
In această primă etapă diferitele colective de lucru se pun în contact unele cu altele.
II Selectarea obiectelor cheie pentru care urmeaz ă s ă se fac ă observa ţ ii ş i elaborarea programelor concrete d e lucru,
- din multitudinea datelor acumulate în prima etapă seselectează elementele cele mai importante (elementele cheie), speciilecare se dovedesc indicatoare, se precizează particularităţile fizico-chimice, climatice, morfologice, sau (în cazul vieţuitoarelor) fiziologicecele mai importante. Sunt alese nu numai elemente cheie din mediulnatural, ci şi specii de mare valoare economică ce pot fi utilizate însistemul de monitoring;
- se selecţionează parametrii geofizici şi geochimici specifici, seaplică -daca este cazul- trasori radioactivi pentru evidenţierea
, circuitului în natură, sol şi vieţuitoare (plante, animale) a unor substanţe importante sau a anumitor poluanţi.
III Organizarea si desf ăş urarea observa ţ iilor. Acum se faceadunarea propriu-zisă a datelor din teren. Această etapă demareazăîn mod obişnuit încă din faza a doua, de când se face selectarea parametrilor. Ea urmăreşte acumularea de date din mediu şi clasificarealor. Este faza cea mai lungă, (nu are o durată limitată) dar pe parcurssuferă modificări şi îmbunătăţiri. Prin acest sistem de adunare adatelor se lărgeşte spectrul observaţiilor şi se adâncesc cunoştinţele.
Lucrările necesită o mare precizie şi o periodicitate foarte strictă
în adunarea datelor. In afara măsurătorilor periodice bine stabilite, se mai pot face înregistrări suplimentare, neperiodice, determinate de fenomene neobişnuite - fie naturale, fie provocate de oameni,-( cum sunt alunecări de teren, secete prelungite sau inundaţii, ierni lungi, doborâturi de pădure, catastrofe ecologice declanşate de om, ş.a.).
Deoarece staţiile de control de fond al calităţii mediului se amplasează de regulă departe de aşezările umane, şi de obicei în marile rezervaţii ale biosferei, este recomandat ca observaţiile să se efectueze în toate cele trei zone (ştiinţifică, zona tampon şi zona de protecţie), în care sunt permise activităţi umane limitate. Numărul de probe necesare se stabilesc iniţial prin randomizare pe bază de calcule matematice. In cazul în care acest număr rezultat este prea mare, se acceptă o marjă mai largă de fluctuaţie a valorilor, fapt care duce la reducerea numărului de probe, deci la fezabilitatea recoltării, prelucrării şi efectuării măsurătorilor în condiţii optime.
In concluzie, etapa aceasta realizează adunarea propriu zisă a datelor în teren. Această etapă se realizează de diferiţi specialişti care lucrează împreună, periodic, sistematic şi pe o perioadă de timp nedeterminată.
IV - Centralizarea , sistematizarea, conservarea si prelucrarea datelor ob ţ inute prin m ă sur ă torile directe din teren . In cursul etapei a treia se adună neîntrerupt materiale . De aceea, concomitent se organizează sisteme de stocare a datelor şi de prelucrare primară. Acest lucru se realizează în calculatoare dotate cu software specifice.
In acest mod, în staţia de control a calităţii mediului are loc gruparea tuturor datelor, interconectarea şi compararea informaţiilor obţinute de diferiţii specialişti, înlăturarea erorilor, controlul modului în care se desfăşoară monitoringul. In funcţie de datele ce se introduc în calculatoare, se poate realiza şi un control al modului în care se fac analizele, deci se creează un adevărat sistem de feed-back al lucrului în staţii.
Pe măsură ce datele se acumulează, ele sunt transmise staţiilor centrale de control zonal al calităţii mediului, unde se realizează sintezele. Aici se organizează un sistem propriu de evidenţă şi control, de verificare şi comparare a datelor unei staţii cu cele obţinute în staţiile învecinate. Informaţiile astfel prelucrate permit caracterizarea la nivel zonal sau regional şi pun în evidenţă aspecte greu decelabile
sau chiar imposibil de evidenţiat pe plan local, aşa cum sunt de exemplu efectele poluărilor transfrontiere, efectele ploilor acide, efectele unor dezastre ecologice care au avut loc departe de zona studiată (ca de exemplu erupţii vulcanice, accidente la centrale atomo-electrice, catastrofe pe mări şi oceane, deversări accidentale de poluanţi în aer sau ape) ale căror urmări sau evoluţii nu pot fi altfel decelate.
Prin schimbul de informaţii la nivel internaţional se pot realiza sintezele privind starea mediului la nivel global.
Cu cât se acumulează mai multe date, cu atât este mai facilă realizarea procesului de modelare a fenomenelor ce au loc, a modelului de stare a zonei respective. Pe baza modelelor se pot face apoi prognoze şi deci se pot stabili tendinţele pe termen lung sau scurt asupra evoluţiei viitoare a zonei.
4.3.2. Organizarea monitoringului pentru controlul poluării şi poluanţilor
Sistemul de control al poluării diferă în mod fundamental de cel prezentat la punctul 4.3.1. El se realizează în zona surselor de poluare, controlează emisiile (eliminarea în aer a poluanţilor cu o anumită intensitate) şi imisiile (pătrunderea şi difuzia substanţelor poluante într-un volum de aer sau apa).
Acest monitoring se poate extinde la distanţe mai mult sau mai puţin depărtate de sursă în scopul evidenţierii gradului de extindere a influenţei poluanţilor asupra zonei.
Staţiile acestui monitoring sunt amplasate în punctele fierbinţi de poluare.
In cazul acestui tip de monitoring se urmăresc poluanţii care sunt vizaţi, precum şi factorii de mediu abiotici şi biotici cu care interfera (în sensul neutralizării sau amplificării efectelor negative - de exemplu dioxidul de sulf în contact cu apa din atmosferă produce acid sulfuric care generează ploi acide), al bioacumulării unor pesticide, metale grele ş.a. - cu efecte negative de-a lungul diverselor lanţuri trofice, incluzând şi efecte asupra omului.
In acest sistem de monitoring se adună toate informaţiile specifice legate de poluantul respectiv: cantităţile evacuate în mediu, modul în care difuzează în aer, apă şi sol, modul în care este
neutralizat de mediu sau, dimpotrivă, cum afectează ciclurile biogeochimice.se evidenţiază potenţialele efecte negative asupra componentelor vii ale mediului la nivel fiziologic, biochimic sau genetic etc.
4.3.3. Interconectarea celor două sisteme de monitoring
Pentru realizarea unei viziuni reale este necesar ca datele celor două tipuri de monitoring să fie puse laolaltă şi analizate cu deosebită atenţie.
Pentru aceasta se tinde spre interconectarea sistemelor şi reţelelor de supraveghere a mediului, mai larga comparare a datelor. Trebuie ca să se realizeze o stocare a informaţiilor celor mai diverse pe termen lung. Se caută totodată fundamentarea unor indicatori şi parametri sintetici reprezentativi, utili în evidenţierea interdepen-denţelor.
Tot în acest scop trebuie elaborat şi perfecţionat un sistem de prezentare şi urmărire sinoptica a calităţii factorilor de mediu şi a dinamicii lor (un exemplu este dat de modul de prezentare a dinamicii factorilor meteorologici).
Un rol esenţial în realizarea acestui sistem de monitoring îl are conectarea sistemelor naţionale de control a calităţii mediului la sistemul internaţional. In acest mod se realizează o viziune globală, se evită "golurile pe hartă", apar corelaţii nebănuite între diversele cauze şi efectele pe care acestea le generează. Pentru aceastaa fost elaborat un cadru general de acţiune şi implementare (Tab.7).
Tabel 7 Cadrul de acţiune şi implementare a obiectivelor generale de monitoring ecologic / integrat
1. Coordonare şi colaborare2. Obiective clare de monitoring3. Proiectarea strictă a programului de monitoring4. Indicatori clari utilizaţi şi parametri descriptivi adecvaţi ai stăriimediului5. Elemente clare de referinţă6. Linii directoare pentru selecţionarea staţiilor de monitoring7. Metode specifice, comparabile pentru lucrările din teren şi
laborator8. Elaborarea de îndrumare pentru asigurarea calităţii şicontrolului calităţii măsurătorilor9. Sisteme adecvate de stocare şi schimb de date10. Existenţa unor date anterioare necesare pentru interpretarearezultatelor11. Tehnici de analiză şi prelucrarea datelor bine puse la punct12. Sistem strict de raportare a datelor13. Pregătire personal specializat pentru monitoring14. Participare activă la elaborarea strategiilor de protecţie amediului15. Existenţa unor resurse-suport pentru desfăşurarea progra-melor de monitoring __________________________
4.4. Nivelurile de lucru in monitoringul ecologic / integrat
Studiile şi analizele desfăşurate în cei peste 25 de ani care au trecut de la demararea lucrărilor de organizare şi desfăşurare a monitoringului ecologic / integrat au evidenţiat existenţa obligatorie a trei nivele de lucru - local, regional şi global.
4.4.1. Nivelul local
Monitoringul local se realizează de către fiecare ţarăa) In funcţie de necesităţile ţării respective şi potenţialul uman şi
material de care dispune. La nivel local se stabileşte pondereaacţiunilor de fond şi a celor care vizează controlul poluării şi aldispersiei poluanţilor
b) Monitoringul ecologic / integrat se organizează în funcţie denumărul şi locul de amplasare al rezervaţiilor biosferei din ţararespectivă. In România există trei rezervaţii ale biosferei: MunţiiRetezat, Munţii Rarău şi Delta Dunării. Condiţiile nefiind similare, nupot fi amplasate staţii de control de fond capabile să dea rezultatecomparabile în toate aceste trei rezervaţii.
c) Un alt criteriu de care trebuie ţinut seama este interesul ,ştiinţific. Zona Munţilor Retezat este deosebită din acest punct de
vedere, în ea existând un punct de cercetare în zona ştiinţifica - lângă lacul Gemene - la care au acces doar un număr limitat de specialişti (200 persoane /an). O altă zonă este Delta Dunării care se află sub controlul Rezervaţiei Biosferei Delta Dunării şi al Institutului de Cercetări al acesteia.
d) Monitoringul ecologic se organizează şi în funcţie de amploarea impactelor umane şi a poluării generate de diversele activităţi umane. Astfel, la noi, zonele cele mai "fierbinţi" care sunt şi în atenţia agenţiilor locale de mediu sunt Baia Mare, Zlatna, Copşa Mică, Braşov, Bucureşti, Valea Călugărească - Ploieşti, Midia-Năvo-dari şi altele.
In România nu avem puncte la care aşezările umane să fie la distanţe de zeci de kilometri de un posibil amplasament al unei staţii de fond. De aceea, ele au fost preconizate a se organiza în zone ceva mai izolate, cam la aceeaşi altitudine şi relativ uniform distribuite pe teritoriul ţării: în Munţii Semenic, în Munţii Rarău şi în zona Bran-Moeciu.
Desfăşurarea monitoringului ecologic / integrat la nivel local se face cu un mare efort uman, financiar şi de dotare specifică, eforturi ce sunt suportate de către ţara respectivă din bugetul propriu .
Tocmai de aceea fiecare stat decide amploarea activităţilor de monitoring, numărul de staţii de fond şi al celor de supraveghere a po-luării. Ei este deci în măsură să stabilească şi care sunt parametrii care se vor transmite staţiilor învecinate şi centrelor internaţionale de stocare a informaţiilor asupra monitoringului ecologic.
Organele intrenaţionale pot face recomandări, pot da îndrumări, dar ele nu pot obliga un stat sau altul să facă cunoscute date pe care acesta nu este în măsură să le obţină sau nu este dispus să le facă cunoscute.
Care este structura unei staţii locale de control de fond a calităţii mediului?
Ea acoperă în medie, o arie de cca.20.000 Kmp. La nivelul ei se stabilesc ce parametrii se vor urmări şi cu ce frecvenţă. Pentru para-metrii ce se analizează este necesară existenţa unei aparaturi de mă-sură şi control adecvată standardelor internaţionale de calitate a datelor ce se obţin, analizele se fac pe baza recomandărilor internaţionale, dar ţinând seama de STAS-urile naţionale.
O staţie locală trebuie să fie prevăzută cu un sistem modern de
stocare şi transmitere a rezultatelor analizelor spre staţia centrală sau regională din ţara respectivă (staţie de emisie-recepţie de bună calitate, alimentată cu un sistem energetic propriu, fiabil).
In literatura de specialitate se apreciază că într-o staţie locală de control a calităţii mediului ar trebui să lucreze cea. 30-35 de oameni (10 personal cu studii superioare, 10 operatori, 10 personal tehnic ajutător şi 3-5 personal administrativ-gospodăresc).
In cazul staţiilor de control al poluării, structura unei staţii de control depinde de tipul şi gama poluanţilor, modul de emisie şi dispersie, gama parametrilor analizaţi şi frecvenţa operaţiilor în fiecare subsistem de lucru. Nu există reguli general valabile pentru asemenea staţii (în această privinţă mai este deci încă destul de lucrat).
4.4.2. Nivelul regional
Monitoringul regional se realizează la nivel de ţară mare (de exemplu: Rusia, SUA, China, Brazilia) sau grup de ţări pentru o zona de interes comun (de exemplu în zona Mării Mediterane, a Mării Negre, Mării Baltice).
Dacă în cazul unei ţări modul de organizare nu ridică probleme, interesele fiind unice, în cadrul unei zone de interes comun pot apărea interese particulare (de ordin politic, religios sau strategic). De aceea în monitoringul regional toate hotărârile se iau în comun, prin consens, datele obţinute şi transmisibile reciproc se stabilesc şi se difuzează tuturor ţărilor participante. La nivel regional există staţiuni de centra-lizarea datelor, staţii stabilite de participanţi precum şi un sediu central, de coordonare şi sinteză.
Atribuţiile unei staţii regionale sunt următoarele :- generalizează informaţiile obţinute de la staţiile locale;- face aprecieri şi modelări pentru întregul teritoriu care îi este
arondat;- poate face prognoze asupra schimbărilor posibile ca şi a
evoluţiei mediului în regiunea respectivă;- utilizează date obţinute prin teledetecţia prin satelit;- are o bancă de date stocate, date ce sunt prelucrate complex,
rezultatele fiind oferite atât ţărilor participante cât şi sistemului demonitoring global;
- are personal de înaltă calificare din diferite ţări şi în toate
domeniile în care se realizează monitoringul regional. .
4.4.3. Nivelul global
Monitoringul global se desfăşoară deasupra intereselor unei ţări sau grup de ţări. El este destinat supravieţuirii, dezvoltării durabile a omului, biosferei şi ecosferei pe Terra. El este realizat prin organizaţii internaţionale, sponsorizate şi patronate de ONU (cum sunt PNUE, SCOPE şi MAB) sau de către organizaţii internaţionale profesionale {IGSU / IUCN, IUBS, Organizaţia Meteorologică Mondială etc.)
Diferitele organizaţii au centre proprii de sinteză la care diversele ţări şi centre regionale transmit datele măsurătorilor proprii, unde ele sunt prelucrate şi centralizate. Sunt urmăriţi parametrii de interes planetar (ca de ex. radioactivitatea, structura stratului de ozon, creşterea temperaturii, procesul de topire a gheţarilor, intensitatea proceselor de aridizare, formarea şi circulaţia curenţilor de aer şi a celor marini, caracteristicile şi modificările biodiversităţii, etc).
La acest sistem global colaborează şi alte unităţi internaţionale care oficial nu se ocupă de monitoringul ecologic / integrat, dar ale căror date pot fi importante în viitor sau care prin corelarea cu parametrii care sunt în prezent monitorizaţi la nivel global ( de exemplu structura stratosferei, mişcările magmei de sub. scoarţa terestră, deriva continentelor, etc.) pot permite previziuni utile.
ICSU (Consiliul Internaţional al Uniunilor Ştiinţifice) a lansat proiectul internaţional IGBP (Programul Internaţional Geosferă-Biosferă) proiect care vizează menţinerea echilibrelor viu-neviu la nivel planetar. Acest program gândit şi pus în aplicare de geografi şi geologi urmăreşte:
: - evidenţierea relaţiilor dintre biosferă şi ciclul apei în natură;- evidenţierea efectelor modificărilor climatice asupra ecosistemelor terestre;- modelarea proceselor globale biosferă-geosferă.In 1991 INTECOL (Societatea Internaţională de Ecologie) a
lansat proiectul de cercetare ecologică ISBI (Iniţiativa Internaţionala pentru o Biosferă Durabilă) proiect care abordează trei aspecte: cel ştiinţific, cel educaţional şi cel de intervenţie la forurile de decizie
internaţionale şi naţionale. Acest program vizează apropierea dintre ecologie şi ştiinţele sociale, pune accentul prioritar pe situaţiile globale, lor fiindu-le subordonate aspectele de nivel regional şi local. Proiectul urmăreşte stoparea exceselor, a supraexploatării resurselor regenera-bile, menţinerea biodiversităţii la nivel planetar, contracararea efectelor negative provocate de activităţile umane asupra diverselor ecosisteme şi biocenozelor lor.
Direcţiile majore în care sunt canalizate viitoarele cercetări ecologice sunt:
- evidenţierea cauzelor şi consecinţelor schimbării globale aclimatului- evidenţierea cauzelor şi consecinţelor modificării chimismuluiatmosferei, solului şi apelor dulci şi marine- stabilirea consecinţelor ecologice ale schimbării folosinţelorterenurilor şi apei- realizarea unui inventar biologic- cunoaşterea biologiei speciilor rare sau pe cale de dispariţie- evidenţierea efectelor schimbărilor la nivel global şi regionalasupra biodiversităţii- stabilirea unor indicatori ai răspunsurilor ecologice la stress- refacerea sistemelor ecologice afectate sau deteriorate- aplicarea teoriilor ecologice în gospodărirea naturii- cunoaşterea speciilor introduse, a bolilor şi patogenilor- ecologia răspândirii bolilor- cunoaşterea proceselor ecologice la nivelul populaţiilor umane
4.5. Parametrii care se urmăresc în rnonitoringul ecologic / integrat
Cercetările de până acum au evidenţiat următoarele tipuri de parametri (Botnariuc, 1987):a) Parametri qeofizici - cuprind parametrii care urmăresc factoriiclimatici (temperatură, insolaţie, nebulozitate, precipitaţii, curenţi deaer, etc.) şi pe cei hidrologici (debite lichide şi solide, curenţi, viteze,transparenţă, etc).b) Parametri qeochimici - evidenţiază conţinutul diferitelor substanţechimice în diferitele subsisteme ale mediului. Parametrii geochimici pot
nice naturale sau de sinteză, DDT, HCH, produse petroliere, etc.c) Parametri biologici - care constau în inventarul speciilor existente(evidenţierea biodiversităţii)
- Urmărirea unor anumiţi bioindicatori generali;- Urmărirea componentelor specifice diferitelor tipuri de medii de
viaţă;- Urmărirea unor indicatori globali ai stării biocenozei (indicatori
bioecologici)- Efectuarea de teste (ex. toxicologice) sau simulări în laborator
(biotest, testul AZ, etc.)d) Parametri de radioactivitate - obţinuţi prin măsurarea radioactivităţiiglobale, a radioactivităţii «,p şi y, a cantităţilor de tritiu şi radon.e) Parametri lega ţ i de nevoi umane - istorici, sociologici, epidemio-logici, legaţi de alimente şi apa potabilă sau zgomot.f) Parametri de eviden ţ iere a unor surse de afectare a mediului - avân-du-se în vedere că există o gamă atât de largă de parametri ce pot fiutilizaţi, se impune elaborarea unor criterii de selecţie, criterii ce pot fifuncţie de validitatea ştiinţifică, consideraţii practice, de managementsau de acoperire a unor necesităţi legate de participarea la anumiteprograme naţionale sau internaţionale.
Aceste considerente pot fi:- posibilitatea de estimare cantitativă ( măsurabilitate);- posibilitatea de estimare calitativă (utilizând o scară stabilită despecialiştii din domeniu prin consens - ex. gradul de saprobie);- capacitatea de rezoluţie;- acurateţea măsurătorilor;- reproductibilitatea;- grad de reprezentativitate;- grad de comparabilitate;
- nivel de dificultate;- acurateţe;- relevanţă;
4.6 Ariile de investigare în monitoringul ecologic / integrat
încă din anul 1976, în cadrul unei conferinţe internaţionale desfăşurate în cadrul PNUD la Nairobi (Kenya) s-au stabilit o serie de centre de supraveghere a biosferei, centre care au fost repartizate pe toata suprafaţa globului.
Au fost stabilite trei staţii centrale pentru Eurasia : cea vest-europeana, cu sediul la Londra (Anglia), una est-europeană - cu sediul la Moscova (Rusia) şi alta răsăriteană cu sediul la Kyoto (Japonia) staţii ce au în subordine 78 staţii de bază şi 616 staţii regionale care acoperă în total 54 milioane Kmp. Ulterior (în 1978), s-a hotărât ca staţia de la Moscova să aibă în subordine 100 staţii regionale (Tab.8)
Tabelul 8 - Răspândirea teritorială a centrelor de supravegherede fond a biosferei aflate în subordinea centrului regional
al biosferei de la Moscova (Sokolov, 1983)Ţara Suprafaţa -
4.7. Mediile studiate şi metodele de recoltare în monitoringul ecologic / integrat
Componentele biotice şi abiotice trebuie investigate în aer, apă, sol şi subsol, de pe suprafeţe variabile, funcţie de factori geografici, hidrologici şi climatici, de distribuţia populaţiei umane şi gradul de răspândire în teritoriu a activităţilor economice.
In mediul aerian sursele de investigare pot fi fixe sau mobile. Recoltarea probelor se face la sursa de emisie, la cea de imisie, precum şi la distanţe diferite de sursa de poluare, ţinându-se cont de direcţia vânturilor dominante. Pentru a ne da seama de efectele poluanţilor emişi în aer, se iau în paralel probe şi în alte direcţii de _ circulaţie a aerului. Sistemele de recoltare a probelor diferă pentru gaze, aerosoli, suspensii solide şi microorganisme. Pentru fiecare există metode de recoltare şi analize specifice, aparate proprii.
in mediul acvatic investigaţiile diferă în mări şi oceane de cele din apele dulci curgătoare sau stagnante.
In mări şi oceane controlul se face atât în zona costieră cât şi în largul oceanelor sau insule, în puncte fixe sau mobile, ia suprafaţa apei, în adâncime şi la nivelul sedimentelor, asupra biotei din pelagial, zona abisală şi litorală.
In apele dulci stagnante, investigarea se desfăşoară de la punctul de impact, radiar spre larg, asupra apei, sedimentelor şi organismelor care trăiesc aici.
In apele curgătoare, investigarea începe în amonte de sursa de poluare şi se continuă în aval până acolo unde procesul de autoepurare duce la refacerea calităţii apei (dacă reuşeşte aceasta ca urmare a succesiunii de surse de poluare de pe traseu). Ele vizează apa şi sedimentele, precum şi vieţuitoarele care le populează.
In mediul terestru investigaţiile se fac asupra covorului vegetal şi organismelor care îl consumă, frunzarului şi solului (epigaion şi hipogaion). Investigaţiile asupra solului vizează evidenţierea acumulării unor poluanţi specifici, controlul pe verticală al migraţiei acestora funcţie de tipul de sol, capacitatea de tamponare şi permeabilitatea, structura biocenozelor specifice.
In subsol aria de investigare este mult îngreunată. Traseul
apelor din subteran sunt urmărite cel mai bine cu ajutorul unor trasori radioactivi sau cu fluoresceină; este urmărită compoziţia chimică şi fauna specifică, efectul infiltraţiilor prin diverse soluri, etc. Până acum, mediile terestre subterane nu sunt folosite în monitoringul ecologic/ in-tegrat.
In toate mediile susmenţionate există unii parametri care se pot urmări fie prin analize simple, realizate în teren, fie numai în condiţii de laborator şi cu aparate mai sofisticate, iar alţii care pot fi urmăriţi prin spectrofotometrie cu ajutorul teledetecţiei.
Fiecare domeniu de investigare are metodele, tehnicile şi aparatura specifică; metodele folosite sunt adecvate fiecărui mediu de viaţă şi pot fi specifice fie monitoringului de fond, fie celui aplicat în cazul poluării sau urmăririi anumitor poluanţi.
In zone ecologic omogene se pot folosi aceleaşi metode, în zone ecologic neomogene adesea metodele diferă.
Fără a intra în detalii, în cele ce urmează vom enumera câteva din metodele cel mai frecvent utilizate în recoltarea probelor utilizate pentru realizarea monitoringului ecologic / integrat.
4.7.1. Metode de recoltare a probelor de gaze
- Colectarea prin - filtrare;- împingere (umedă, uscată sau în cascadă);- centrifugare, utilizare cicloane;- adsorbţie ;- absorbţie;- condensare;- colectare globală;
- Măsurarea în timpul unei treceri încete a aerului + gazeleprovenite din surse naturale sau determinate de activităţi umane pecare le conţine prin aparatele de măsură în flux continuu.'
4.7.2. Metode de recoltare a probelor din apă
- Colectare de apă de la suprafaţă;- Colectare automat de apă de la diferite adâncimi (cu sau fără
măsurarea in situ a unor parametri);- Colector continuu de apă din afluenţi;- Colector de pelicule de apă groase de 60-100 mm;- Colector de surfactanţi şi substanţe ce aderă la diverse
substrate;- Filee colectoare de organisme din masa apei;- Adsorbanţi de substanţe şi urme de metale din apă şi de pe
substrat;- Colectoare de sedimente (dragi, grefiere, corere)
4.7.3. Metode de recoltare a probelor de pe sol
- Instalaţii de triere granulometrică;- Corere;- Capcane pentru fauna erantă;
4.8. Aparatura şi metodele de analiză
Având în vedere faptul că la realizarea monitoringului ecologic/ integrat concură diferite ramuri ale ştiinţei, fiecare venind cu aparatura de măsură şi control specifică, este normal ca şi datele să fie prezentate în maniera disciplinei respective. Metodele de analiză sunt şi ele specifice şi bazate pe metodologii aprobate prin standarde naţionale sau internaţionale (Tab. 9). Ca o caracteristică generală trebuie subliniat faptul că rezultatele trebuiesc prezentate cantitativ, nu apreciativ. Numai în acest mod se pot include în calculatoare, prelucra şi compara unele cu altele.
Tabelul 9- Standarde internaţionale pentru unii parametri chimici (Hewitt, 1994)
A - Metode de analiză oentru apă ___Poluantul Tehnica de măsurare Durata de timppH Electrometrie 10 secundeCBO5 Diluare + Incubare 5 zileCCO Oxidare cu bicromat de
potasiu—
Metale Spectrofotometru cu absorbţie atomica
Compuşi organici cu metale
Gaz cromatograf - spectrofo-tometru cu absorbţie atomica
* GC = Gazcromatografie, MS = Spectroscopie de masă, MSD = Detector selectivde masă, LC = Cromatografie lichidă, HPLC = cromatografie lichidă de înaltăpresiune,ECD = Detector pentru capturarea electronilor, DPP = Polarografie cu puhdiferenţial
C - Metode analiticeMetode Tipul de
probeSpecifi-citate
Sensibilitate
Gravimetric SLG bun >1 MgTitrimetric SLG bun > 10r7 M în soluţieSpectroscopie în vizibil Spectroscopie în UV
SL SLGy ■
corect corect
> 0,005 ppm în soluţie > 0,005ppm în soluţie
Flam spectroscopie buna > 0,001 ppm în soluţieSpectroscopie în absorbţie atomica
SL excelent > 0,000ppm în soluţie
Gaz cromatografie LG excelent > 10 ppmCromatografie lichidă
SL bun > 0,001 ppm
Polarografie L bun > 0,1 ppmSpectroflorometrie SL bun > 0,001 ppmSpectroscopie de emisie
SL excelent > 0,t ppm
Fluorescentă în raze X
ŞL bun > 10 ppm
Activare de neutroni SL excelent > 0,001 ppmSpectroscopie de masă
SLG bun > 0,003 ppm
S = solid; L = lichid; G = gaz
4.9. Utilizarea fotogrammetriei şi teledetecţiei în monitoringul ecologic
Teledetecţia reprezintă un ansamblu de tehnici pentru cerceta-rea de la distanţă a pământului. Teledetecţia se poate face din spaţiul aerian (din avioane) sau din cosmos (cu ajutorul sateliţilor)-(Fig.6). Prin teledetecţie se obţin informaţii pentru foarte multe domenii de activi-tate: agricultură, geologie, hidrologie, cartografie, prospectarea şi eva-luarea recoltelor şi a resurselor naturale, supravegherea mediului, se pot urmări modificările climatice, dinamica curenţilor atmosferici, circu-laţia curenţilor marini ş.a.
Avantajul teledetecţiei şi fotogrammetriei este acela că permite
o supraveghere de la distanţă, obiectivă, cu aparate de foarte mare precizie.
Fotogrammetria se bazează pe realizarea de fotografii speciale şi are ca scop recunoaşterea obiectelor fixe, mobile sau deformabile, a poziţiei lor în timp şi spaţiu precum şi reprezentarea lor fotografică sau numerică. Fineţea recunoaşterilor este de sub 1 m.
In fotogrammetrie se lucrează din avioane sau sateliţi. De aici se execută fotografii succesive. La developare, lipite unele de altele, pot reconstitui cu fidelitate zona baleiată.
Fotografiile obţinute depind de sensibilitatea filmului, filtrele folosite pentru selectarea anumitor aspecte, aparatele de filmat şi cele de citit imaginile, precum şi de o serie de factori externi obiectivi cum sunt lumina, capacitatea obiectelor de a reflecta lumina, capacitatea de filtrare a atmosferei, compoziţia spectrală a luminii, poziţia soarelui şi altele.
Teledetecţia se efectuează din sateliţi, se realizează cu aparate prevăzute cu senzori multispectrali, senzori de baleiere multispectrală în vizibil, infraroşu apropiat şi mijlociu, senzori radar sau senzori de tip sonar. înregistrările care se fac sunt de două categorii: pasive (ca la fotografiere) şi active (ceie de tip radar sau sonar, care transmit şi primesc înapoi, o anumită emisie de unde). Indiferent de sistem, aceste metode permit curent în activitatea de monitoring, evidenţierea unor mecanisme şi procese greu detectabile.
Utilizarea fotogrammetriei şi teledetecţiei în monitoring permite punerea în evidenţă a deşarjărilor ascunse sau clandestine de poluanţi, petele de petrol sau ulei de pe ape, din oceane sau de pe sol, înfloririle algale în lacuri, mări şi oceane, transportul suspensiilor, modul şi locul în care se acumulează sau se depun. Aceste sisteme asigură un mijloc foarte eficient de supraveghere la nivel local, regional şi global (de exemplu o deşarjare clandestină într-un râu poate fi detectată mai rapid , precizându-se sursa, ora la care a avut loc, viteza de scurgere şi gradul de diluţie).
4.10. Durata şi frecvenţa de desfăşurarea a monitoringului ecologic / integrat
Realizarea monitoringului ecologic / integrat este diferită în staţiile de supraveghere de fond ale biosferei faţă de staţiile în care se urmăresc emisiile şi dispersia poluanţilor. De asemenea, există particularităţi specifice, pentru fiecare subsistem al ME.
In staţiile de supraveghere de fond a biosferei durata este cvasinelimitată, frecvenţa de lucru depinzând de tipul de analiză al fiecărui subsistem. Spre exemplu în climatologie temperaturile se iau
zilnic de 2-3 ori, la ore fixe, precipitaţiile se măsoară o data pe zi, iar zăpada de câte ori cade, la sfârşitul căderilor de zăpadă, pe când in pedologie analizele de metale grele din soluri se fac o dată la 1 sauchiar la 5 ani.
Pentru a evidenţia cele spuse, în tabelele 10 şi 11 prezentam frecvenţele de urmărire a câtorva parametri.
In staţiile de supraveghere a poluării controlul demarează înainte de apariţia procesului de poluare şi durează pe'toată perioada cât emite sursa de poluare. Totodată se ţine seama de particularităţile sursei, condiţiile climatice şi hidrologice. In perioadele în care sursa nu funcţionează, nu se fac măsurători.
4.11. Metode de prelucrare a datelor în Monitoring ecologic / integrat
Toate datele obţinute prin măsurători în teren şi laborator sunt considerate date de'bază. Ele trebuie să fie obţinute pe baza metodelor standard naţionale şi internaţionale, modul de exprimare al datelor de baza este cifric şi se exprimă în conformitate cu standardele internaţionale din domeniu.
Datele de bază sunt introduse în băncile de date cu ajutorul unor programe de software specifice, programe naţionale sau internaţi-onale, la care au acces cei care lucrează în probleme de monitoring. La nivelul componentelor se realizează prelucrările statistice şi se stabilesc mediile zilnice, lunare sau anuale, se pot construi hărţi sau diagrame cu ajutorul cărora se prezintă situaţia mediului. Aceste date stau la baza realizării modelelor şi a prognozelor privind calitatea * mediului.
Tabel 10 - Frecvenţa de observaţie a unor modificări careyprovoacă schimbări climatice - (Spellerberg, 1995)______
Factorul urmărit Frecvenţa Locul observaţiilor observaţiilorA - Factori ce descriu starea climei
Calota glaciară (mărimea şi grosimea sa)
anual Emisferele globului
Masa gheţarilor la 10 ani Anumiţi gheţari
Nivelul apelor oceanului la 10 ani global
Volumul apelor subterane la 10 ani pe continente
Biomasa vegetaţiei arboricole la 10 ani pe continenteBazinele naturale de apă dulce (suprafaţa şi volumul lor)
la 10 ani pe continente
Activitatea vulcanică la 10 ani pe zone latitudinale
B - Factori care descriu impacte umane
Suprafeţele irigate anual pe continenteLacurile create de om (suprafaţă + volum)
la 5 ani pe continente
Zonele urbane la 5 ani pe continente
Consumul de carburanţi anual pe continente
Arderi de păduri anual pe continenteC - Alţi factori ce pot fi luaţi în considerare
Distribuţia zonelor de permafrost la 10 ani pe continenteLimita pădurilor în zona subarctică şi montană
la 10 ani pe continente
Tabel 11. Frecventa de urm ă rire a diferi ţ ilor parametri ai monitorinaului ecologic
(Rovins ki si Cerhanov, 1982)Mediul de trai Caracteristicile care Frecvenţa observaţiilor
se urmărescAtmosfera (la Praf, SO2, CO2, Odată la 24 ore2 m de Ia O3, CO, hidrocarburi,suprafaţa 3-4 benzipiren, DDTsolului) şi alţi compuşi
organoclorurap, Pb,Hg, Cd, siAs.
Precipitaţii Pb, Hg, Cd, As, La fiecare precipitaţie -atmosferice DDT, 3-4 benzipiren, funcţie de volumul de apă
SO4 acumulat, din zăpadă - oproba integrală (primăvaraînaintea topirii zăpezii), dintoată coloana de zăpadă
Căderi solide Praf, Pb, Cd, As, Odată la 24 ore, îndin atmosferă DDT, 3-4 benzipiren, absenţa precipitaţiilor
sulfaţi (valoare integrală într-olună)
Ape de Pb, Hg, Cd, As, Apa de 6 ori / an însuprafaţă şi DDT, 3-4 benzipiren perioade hidrologicesubterane, caracteristice (de 3 ori lasuspensii, inundaţii, odată la viituradepozite de de toamnă, 11a ape micifund vara). Suspensiile
concomitente cu apa.Depunerile de sedimente -o dată vara la ape mici.
Solul în profil Pb, Hg, Cd, As, 1-2 ori / anvertical DDT, 3-4 benzipirenBiota Pb, Hg, As, DDT, 3-4 1-2 ori / an
benzipiren
4.12. Metode de prelucrare a datelor în monitoringul ecologic / integrat
Toate datele obţinute prin măsurători în teren şi laborator sunt considerate date de bază. Ele trebuie să fie obţinute pe baza metodelor standard naţionale şi internaţionale. Modul de prezentare a datelor de bază este cifric şi se exprimă în conformitate cu standardele internaţionale din domeniu.
Datele de bază sunt introduse în băncile de date cu ajutorul unor programe de software specifice, programe naţionale sau internaţi-onale, la care au acces cei care lucrează în probleme de monitoring ecologic. La nivelul componentelor se realizează prelucrările statistice şi se stabilesc mediile zilnice, lunare sau anuale, se pot construi hărţi sau diagrame cu ajutorul cărora se prezintă situaţia mediului. Aceste date stau la baza realizării modelelor şi a prognozelor privind calitatea mediului.
Analizele matriciale rezultate pe baza prelucrării datelor pun în evidenţă interdependenţe cum sunt:
- probleme de ecologie generală funcţie de grupe ţintă depoluanţi;
- poluanţi prioritari faţă de organisme ţintă (spre ex. modul încare acţionează poluanţii asupra anumitor organisme);
- funcţiuni de mediu în raport cu poluanţii prioritari; S"- caracterizarea suportabilităţii ecosistemelor tffeţâAd^flivers^'
şi obiective; V \/ , yj-matrici de intercorelare între fenomene naturalej/r\ ^l"Deoarece rezultatele obţinute prin aplicarea un^HelippIogii noi,
moderne, încă negeneralizate (ca de exemplu imaginile din satelit, imaginile termice; tehnologia laserului) furnizează extrem de nume-roase date şi într-un timp extrem de scurt, ele implică în mod obliga-toriu utilizarea calculatoarelor de mare putere şi rezoluţie, capabile să evidenţieze rapid aspecte care pot fi cu mare dificultate şi cu un mare volum de lucru obţinute prin metodele clasice tradiţionale.
Utilizarea calculatoarelor în prelucrarea datelor de monitoring permite realizarea unor date statistice, planşe, grafice şi hărţi de o mare exactitate şi fidelitate. Tot odată utilizarea calculatoarelor permite
o rapidă modelare, elaborarea de prognoze în mai multe variante, fapt ce uşurează munca celor puşi să ia decizii în privinţa protecţiei mediului înconjurător. Spre exemplu, o bună prognoză a calităţii apei în bazinul hidrografic al unui râu, precum şi cunoaşterea compoziţiei şi debitelor apelor uzate deversate în acesta poate permite, pe bază de calcule tehnico-economice, stabilirea gradului de epurare optim în staţiile de epurare aferente, ceea ce duce la costuri minime de investiţie şi exploatare a acestora, în condiţiile respectării normelor de protecţie a calităţii apelor bazinului hidrografic respectiv.
In cadrul sistemului de prelucrare a datelor de bază se fac încercări de a se ajunge la metode de evaluare globală a calităţii mediului, sau de evaluare globală a impactului poluării asupra calităţii ecosistemelor.
O asemenea încercare a fost publicată de V. Rojanschi (1991), ea fiind în prezent în curs de testare în o serie de situaţii concrete (Anexa 1).
Avantajele utilizării unor asemenea metode de evaluare constau în: - obţinerea unei imagini globale a stării mediului la un moment dat;
- permite compararea unor zone sau ecosisteme diferite - cucondiţia ca acestea să fi fost analizate pe baza aceloraşi indicatori;
- permite compararea stării unor zone sau ecosisteme în diferiteperioade de timp, deci oferă posibilitatea urmăririi evoluţiei calităţii atâta diferiţilor factori de mediu, cât şi aprecierea globală a modificărilorsuferite de mediu.
In cadrul problematicii vizând prelucrarea datelor, un aspect important îl joacă abordarea integrată a problemelor de monitoring din punct de vedere al relaţiei cauză-efect. In figura 7 este dat un aseme-nea mod de abordare pentru apele dulci de suprafaţă.
4.13. Metode de prezentare şi circulaţie a datelor în monitoringul ecologic / integrat
In monitoringul ecologic / integrat datele care se prezintă şi circulă de la o bancă la alta sunt cele prelucrate. Nu se manipulează datele brute decât în staţia locală şi cea centrală care sintetizează şi prelucrează datele brute venite de la mai multe staţii locale.
Datele care se prezintă se găsesc deci în centrele de sinteză de
la nivelul unei ţări sau la nivel regional. Ele sunt realizate de specialişti cu înaltă calificare, care aduna şi prelucrează date din mai multe reţele şi subsisteme.
Datele prelucrate servesc scopurilor de protecţie a mediului din ţară şi zona de unde au fost colectate, sunt puse la dispoziţia organelor de decizie, servesc la informarea şi educarea publicului larg şi sunt predate spre prelucrare centrelor de sinteză la nivel global. Considerentele de mai sus explică şi modalităţile de prezentare cât mai explicite, sugestive şi atrăgătoare.
Circulaţia datelor se derulează în plan orizontal şi vertical:- In plan orizontal - datele brute sau parţial prelucrate pot circula
între diferitele subsisteme ale monitoringului ecologic / integrat;- datele prelucrate circula între cei ce fac
schimburi de informaţie pentru elucidarea diferitelor aspecte ştiinţifice (spre ex. bioacumularea poluanţilor), sau pentru găsirea unor soluţii practice (eficientizarea sistemelor de reţinere a poluanţilor);
- In plan vertical - circulaţia informaţiei se face de jos în sus, dela cei ce realizează monitoringul ecologic / integrat spre cei ceprelucrează şi decid măsurile de protecţia mediului.
4.14. Probleme de ordin administrativ
In scopul unei bune organizări şi desfăşurări a monitoringului ecologic / integrat trebuie realizată o structură organizaţională coerentă, care, pornind de la poluanţi, vectori de propagare şi mediul afectat sau în care aceştia s-au bioacumulat, să precizeze pas cu pas ce trebuie făcut pentru a se lua deciziile corespunzătoare (Fig.7 şi 8).
La baza acestor acţiuni trebuie să existe o legislaţie de mediu corespunzătoare. La nivel mondial au fost create comitete de experţi care au stabilit pentru diferitele subsisteme ale monitoringului ecologic tehnici de lucru, aparatura recomandată, rezultatele activităţilor lor fiind publicate şi difuzate celor care organizează activităţile de monitoring. La nivelul GEMS se publică materialele comitetelor expert şi recoman-dările diferitelor conferinţe şi adunări internaţionale.
înainte de demararea anumitor activităţi de monitoring, se consti-tuie în prealabil staţii pilot prevăzute cu laboratoare corespunzătoare cerinţelor problematicii studiate.
- realizarea şi dezvoltarea unui sistem de metode de compararea datelor;
- trebuie să existe automatizare şi accesibilitate la date pentruevaluarea rezultatelor şi raportarea activităţii;
- să se desfăşoare în domeniu o cercetare - dezvoltare neîntreruptă;
- să fie organizat un sistem coerent de pregătire şi specializareapersonalului pentru activitatea de monitoring
- activitatea de monitoring să fie asigurată cu fonduri adecvate;- implementarea activităţii de monitoring ecologic în probleme
complexe ale fiecărei ţări care vizează protecţia mediului.
Fig. 7 Abordarea integrată a problemelor de monitoring
Deoarece monitoringul integrat este o activitate continuă, dinami-că, care se perfecţionează neîntrerupt, trebuie să existe o strategie specifică. Ea trebuie să ţină seama de o serie de considerente cum sunt:
- desfăşurarea unui monitoring cu obiective pe termen lung;- monitoringul trebuie să fie flexibil şi cât mai cuprinzător;- pentru dezvoltarea şi perfecţionarea monitoringului este nece
sar să existe colaborarea internaţională;
5. MODALITĂŢI DE DESFĂŞURARE A MONITORINGULUI ECOLOGIC INTEGRAT (ME/I)
5.1. Nivele de lucru
Monitoringul p6âte fi desfăşurat aşa cum s-a arătat şi mai înainte, la nivel global, regional şi local.- El constă din:
- culegerea operativă de date;- prelucrare;- avertizare;- protecţie.
- El poate servi la:- caracterizarea calităţii mediului la un anumit moment;- caracterizarea mediului pe termen lung;- evaluarea tendinţelor în care poate suferi modificări;- stabilirea măsurilor de contracarare a tendinţelor negative.Monitoringul ecologic / integrat se poate desfăşura după schema
din fig. 9.
5.2. Subsisteme de lucru
Monitoringul ecologic se desfăşoară prin activitatea concomitentă a numeroşi specialişti din domenii variate. Pentru realizarea sa există două tendinţe:
- controlul mediului în ansamblu, sau pe subsistemele sale(atmosferă, oceane şi mări închise, ape interioare, soluri, vegetaţie şipăduri, biota, hrană şi apă potabilă, radionuclizi, landşaft sauepidemiologie) sau
- prin controlul emisiilor şi al răspândirii poluanţilor.In cele ce urmează vom analiza subsistemele pe medii de viaţă,
precum şi pe cel al controlului poluanţilor.
5.2.1. Subsistemele monitoringului ecologic pe medii de viaţă
5.2.1.1. AtmosferaReprezintă stratul gazos care înconjoară litosfera şi hidrosfera.
El este un mediu cu densităţi ce descresc de la suprafaţa solului spre cosmos şi este format din gaze ce se află în prezent în anumite proporţii (N2= 78%, O2=21%, CO2=0,03%, CH4=0,97%), dar la care se pot adăuga în proporţii variabile şi alte substanţe provenite din agricultură, industrie sau transporturi (Tabelul 12). Atmosfera este foarte rarefiată, fapt ce permite o difuzie rapidă a substanţelor solide (ca particule de mărimi diferite), lichide (sub formă de aerosoli) sau gazoase (Fig 10). Este important de remarcat faptul că diversele substanţe odată ajunse în aer, fie rămân ca atare, fie, de cele mai multe ori, interacţionează (formând complexe specifice), fie intră în reacţii chimice care generează noi substanţe (Tabelul 13), Spre exemplu, dioxidul de sulf cu apa produce acid sulfuric, oxizti de azot cu apa produc acid azotic, amestecul de gaze poluante cu apa şi pulberile solide formează o ceaţă specifică aglomerărilor urbane şi industriale, denumită smog.
3. Poluanţi rezultaţi din transporturi "-------------------------------------------------- oxid de sulf- suspensii (particule) ^ I-azotaţi ' I I- monoxid de carbon ?J?'6- dioxid de carbon 106>2
Compoziţia atmosferei suferă permanente modificări generate de procesele de evaporaţie a apei din litosferă şi hidrosferă, de cele de evapotranspiraţie din biosferă, se îmbogăţeşte cu oxigen (care provine din procesele de fotosinteză) sau pierde dioxid de carbon (prin aceleaşi procese), primeşte gaze şi pulberi din activităţile vulcanice, captează pulbere cosmică, etc. şi invers, prin ploi, o serie de substanţe recad pe sol (deci se autopurifică atmosfera).
In atmosferă, la nivele diferite, se crează curenţi de aer ce circulă în anumite sensuri (generate de rotaţia pământului, variaţiile de temperatură provocate de radiaţia solară, curenţii marini sau încălzirea litosferei) şi care pot purta poluanţii în direcţii foarte variate şi pe durate diferite. Din această cauză poluanţii pot rămâne mai mult sau mai puţin timp în aer, circulă mult, efectele lor negative manifestându-se în locuri adesea neaşteptate (spre exemplu poluanţii din siderurgia engleză şi americană au provocat acidifierea lacurilor din peninsula scandinavă).
In scopul înţelegerii proceselor, este necesar aportul specia-liştilor climatologi şi al celor care se ocupă de procesele de difuzie şi transport al gazelor. Aceştia pot studia fenomenele din atmosferă, simula mişcările gazelor şi prevede locurile în care se vor manifesta efectele negative ale poluanţilor.
In monitoringul atmosferei, se urmăreşte:- intensitatea, variaţia şi structura radiaţiei solare;- structura (grosimea şi densitatea) stratului de ozon;- cantitatea, mărimea şi structura particulelor în suspensie (în specialcantitatea metalelor grele ajunse şi transportate de gaze în atmosferă)(Fig. 11).- cantitate de dioxid de carbon şi a altor gaze rezultate din activităţiantropice, capabile să determine efectul de seră (Fig. 12,13,14).
Fig.11 - Emisiile naturale şi antropoqene ale unor metale (Negulescu, 1995)
Fig. 14a - Gazele de seră care contribuie Fig. 14b - Contribuţia unor ţări lala încălzirea globală a Terrei încălzirea globală a Terrei
(Negulescu, 1995) (Negulescu, 1995)
In problema poluării atmosferei se disting în principal două grupe de surse de poluare:
a) agricole - extravilan;b) industriale - intravilan (urban) şi din transporturi (care sunt şi
intra şi extravilane).1. Poluarea extravilan ă este generată de modul de utilizare şi
exploatare a terenurilor agricole, de activităţile desfăşurate în fermele zootehnice şi pe căile de comunicaţie între centrele urbane. Sursele principale de poluare provin din utilizarea pesticidelor şi îngrăşă-mintelor şi din transporturile generatoare de gaze incomplet arse.
Aceşti poluanţi pot duce la apariţia ploilor acide, la acumularea unor pesticide în sol şi organismele vii. Alături de aceşti poluanţi trebuie luate în consideraţie şi o serie de substanţe de avertizare (terpene) emise de masivele vegetale şi care, în contact cu diverşi poluanţi pot genera noi substanţe toxice.
Analiza subsistemului aer implică efectuarea unor analize:-de gaze - SO2, NO2, NO, N2O5, NH4, CH4, CO, fluorcarbon, hidrocarburi reactive; . .- de lichide - compoziţia chimică a apei de ploaie şi a zăpezii, pH-ul;- de solide - cantitatea şi compoziţia chimică a pulberilor, granulome-tria lor;
- a anumitor poluanţi - Hg, Pb, DDT, PCB, Cd;- a microbiotei - germeni sporulaţi patogeni.
^tunci când vrem să facem corelaţia între sănătatea oamenilor şi poluarea aerului extravilan, un rol important îl au şi aspectele epide-miologice (măsurători de spori şi hife de ciuperci, granule de polen, alergeni ş.a.).
2. Poluarea intravilan ă este generată de cele mai variate activităţi umane: habitat, activitatea industrială, transport, pierderile de căldură, ş.a. Ca urmare, gama şi varietatea poluanţilor din atmosferă creşte enorm; Ia aceasta se adaugă şi fenomenul de 'clopot' şi apariţia unor zone cu microclimat specific, toate conducând la centre de concentrare a poluării aerului (Fig.15). Din această cauză, măsură-torile intravilane trebuiesc efectuate:- în parcuri sau unde este o vegetaţie abundentă (îndeosebi arbo-ricolă);- în zona comercială lipsită de vegetaţie (unde se măsoară şi poluareafonică);- în zonele rezidenţiale;- în zonele industriale (dacă se poate, pe tipuri de industrie).
Fig. 15 - Schema "efectului de seră" deasupra unei localităţi
Intravilan, se urmăresc atât o serie de parametri măsuraţi şi în extravilan (toţi poluanţii gazoşi, lichizi, solizi şi microbiologici enuneraţi mai sus), cât şi unele substanţe care afectează direct sănătatea oamenilor: azbest, siliciu, fluoruri, substanţe cancerigene, oxidante, alergeni). De o atenţie specială se bucură măsurătorile de radon şi de radionuclizi.
In scop educativ, în zonele de mare trafic se pot pune staţii de măsurare automată a unor parametri, cu afişarea permanentă a
valorilor şi chiar cu avertizarea sonoră şi optică în caz de depăşire a valorilor maxim admisibile (spre exemplu compuşi de azot, gaze de eşapament, emisii de CO2).
Fig. 16- Impactul poluării aerului asupra unor statui din evul mediu
Orice sistem complet de supraveghere a calităţii aerului trebuie să fie structurat pe patru componente:- supravegherea emisiilor de poluanţi gazoşi;- supravegherea parametrilor hotărâtori în transportul şi difuzia poluanţilor;- supravegherea imisiilor;- supravegherea efectelor poluării aerului (asupra omului, organismelorvii şi ambianţei nevii - clădiri, utilaje, monumente istorice şi arhitectonice, etc). (Fig. 16 )
5.2.1.2. Mări şi oceaneDe la început se ridică întrebarea dacă este necesar
monitoringui ecologic al mărilor şi oceanelor. Răspunsul apare evident atunci când ne reamintim că cea 75% din suprafaţa planetei este ocupată de aceste ape. Efectele fenomenelor naturale şi ale activităţii oamenilor se manifestă fie direct, fie indirect asupra apelor marine şi oceanice. Din atmosferă, prin precipitaţii şi din apele dulci ce ajung în mări şi oceane, vine o gamă largă de substanţe care pot modifica factorii abiotici şi biotici marini. In plus, omul deversează direct în mări
numeroşi poluanţi - proveniţi de la diferite întreprinderi costiere, de pe navele ce străbat mările şi oceanele, de la tancuri petroliere sau nave încărcate cu diferite produse când eşuează, etc.
Mările şi oceanele posedă o imensă interfaţă cu oceanul planetar; de aceea între cele două medii au loc neîncetat schimburi care pot fi influenţate sau modificate.
Monitoringul ecologic se efectuează în mări şi oceane în punctefixe şi mobile. 3. ■.
Puncteie fixe sunt ampiasatşîn insule, ia faruri izolate sau lângăccoastă, în apropierea undB. .-surse de poluare (de exemplu peplatformele de extracţie a petrolului) sau la gura unor fluvii importante.
Punctele mobile sunt reprezentate de nave special construite sau amenajate pentru studierea oceanelor (nave de cercetări oceanografice), dar şi de nave care mergând pe anumite trasee comerciale intens folosite, potface măsurători în zonele respective.
Dacă punctele fixe sunt de competenţa ţărilor cărora le aparţine teritoriul, măsurătorile în punctele mobile sunt cel mai adesea de interes internaţional, analizele făcându-se în apele internaţionale.
Recoltările de probe se fac atât de la suprafaţă (deci la interfaţa aer-apă), cât mai ales de la adâncimea de 10 m, adâncime la care se apreciază că este la densitatea şi activitatea maximă a bacterio-, fito-şi zooplanctonul marin şi oceanic.
Parametrii stabiliţi de Administraţia Naţională pentru mări şi oceane a SUA sunt prezentaţi în Tabelul 14.
In Figura 17 sunt reprezentate sursele de poluare şi staţiile de control de pe malul Atlanticului, la sud de New York.
In afara analizelor sus-menţionate se mai urmăresc anumite substanţe toxice (specifice) sau deosebit de otrăvitoare, se fac teste ecotoxicologice, etc.
Odată cu dezvoltarea programelor de supraveghere a planetei de pe sateliţii mobili sau de pe cei geostaţionari, controlul calităţii apelor din mări şi oceane a devenit o activitate de rutină.
Date fiind implicaţiile deosebit de grave- ale poluării mărilor şi oceanelor, efectele lor fiind ca şi la aer - transfrontiere, se urmăreşte cu atenţie şi se pedepseşte grav poluarea apelor din zonele internaţionale. In acest scop există numeroase tratate: unele generale, altele cu efect regional (de exemplu supravegherea Mării Mediterane, Mării Baltice, Mării Negre, regimul pescutitului în Marea Nordului şi cel al Atlanticului de NE).
Tabelul 14. Parametrii şi frecvenţa lor de măsurare în monitoringul costier (din Spellerberg, 1995)
Zona de studiu Frecvenţa recoltărilor
Parametrii ce se urmăresc
Apa la 2 săptămâni oxigen dizolvat nutrienţi turbiditate bacterii coliforme substanţe fiotabile temperatura salinitatea rezidii petroliere
5.2.1.3. Apele interioareApele interioare reprezintă mediul cel mai afectat de activităţile
umane. Deterioarea calităţii se face fizic, chimic, biologic şi radioactiv, el variind de la afectări infime (echivalente cu poluarea de fond a ecosferei), până la deteriorări ce transformă anumite râuri în adevărate scurgeri la suprafaţă a unor ape de canal.
In categoria apelor interioare intră râurile, lacurile, zăpada, gheaţa şi apele subterane. Este normal că pentru fiecare vor exista metode, tehnici şi frecvenţe diferite de recoltare a probelor.
R â urile sunt apele curgătoare de suprafaţă cele mai utilizate pentru a scăpa de deşeuri, pe logica că "lasă că le duce apa la vale şi astfel.noi scăpăm de ele". Aceasta a dus la situaţii în care uneie ape de la zona de deversare a anumitor poluanţi devin inutilizabile pentru orice fel de folosinţe pe zeci sau sute de kilometri. Râurile transportă
nu numai ce provine din industrie şi aşezări umane, ci şi ceea ce se spală de pe terenurile agricole şi de la ferme zootehnice. Pentru reducerea poluării s-au realizat şi funcţionează o gamă largă de staţii de epurare a apelor uzate (calitatea efluenţilor lor fiind reglementată prin autorizaţiile de funcţionare care sunt specifice sursei de poluare şi emisarului).
Fig. 17. Harta regiunii aflate sub controlul monitoringului costierîn zona de NE a Atlanticului (principalele surse de
poluare sunt prezentate punctat),1;
, Se caută să se evite pe cât posibil poluarea lacurilor şi apelor ""> stagnante mai mici (bălţi, iazuri), efectele polutirii acestora fiind mult
mai grave, iar procesele de autoepurare deburg cu mult mai maredificultate. Apele stagnante supuse impurificării evoluează obişnuit
rapid spre o eutrofizare şi apoi spre degradarea ireversibilă a ecosistemului.
Apele subterane constituie 95% din apele dulci şi ridică o problemă specială căci circulă sub scoarţa terestră pe trasee insuficient cunoscute (o poluare a acestora într-uri anumit loc putând afecta apele potabile sau ape curgătoare la mari distanţe); totodată în ele nu se poate realiza procesul de autoepurare la fel ca în râurile de suprafaţă, iar consumurile mari de ape subterane (pentru alimentări cu apă potabilă şi industrială, irigaţii, etc.) putând duce la secătuirea unor rezervoare subterane cu urmări imprevizibile (scădere resurse apă, sufundări de teren, deşertificare, reducere debite ape de suprafaţă, mergând până la captarea şi umplerea lor ulterior cu ape impurificate).
Z ă pada este ..forma de apă solidă care se poate impurifica din aer prin aderarea sau adsorbţia în fulgii săi a diverşilor poluanţi solizi sau gazoşi pe care îi întâlnesc în cădere sau ulterior când, odată depusă pe sol, cad pe ea substanţe din aer. La topirea zăpezii, poluanţii care s-au acumulat ajung în râuri sau se infiltrează în sol. Din această cauză, apele provenite din precipitaţiile sub formă de zăpadă se analizează fie imediat ce s-a oprit ninsoarea, fie la începutul primăverii (cel mai adesea, pentru a prinde situaţia poluării aerului dintr-o zonă, pe toată perioada rece a anului).
Ghea ţ a, ca şi zăpada, reprezintă nişte acumulatori în timp ai poluanţilor. Prin faptul că ea nu se topeşte integral an de an (în gheţari), caratele din care se fac analizele permit - prin prelevarea de probe de la diferite adâncimi, o evidenţiere a situaţiei poluării pe perioade lungi, (uneori pe durate şi de 100 ani).
Alături de aer, apele dulci sunt cel mai bine studiate şi pe ele se desfăşoară de multă vreme monitoringul ecologic / integrat. In tabelul 15 este prezentată importanţa unor indicatori chimici ce se măsoară în apă, pentru sănătatea umană, activitatea economică şi biocenozele acvatice.
Monitoringul ecologic / integrat al apelor interioare se organi-zează:
- în staţii cât mai îndepărtate de orice sursă de poluare (în lacurişi în ape curgătoare care nu au suferit, de la izvor până la punctul deprelevare a probelor, nici o impurificare semnificativă de origineantropică);
- în ape care au suferit influenţa activităţilor agricole (potenţial
impurificate cu insecticide şi fertilizanţi aduşi de pe terenuri prin apele de ploaie, şiroiri din topirea zăpezii);
- în ape în care au loc deversări de ape uzate (tratate saunetratate). In acestea se urmăresc atât sursele cunoscute deimpurificare/cât şi eventualele puncte difuze sau mascate, deversărileaccidentale sau cele clandestine;
- în cazurile de urmărire a unor situaţii speciale (spre exempluevidenţierea procesului de acidifiere a apelor unui lac (Tabelul 16) saua procesului de eutrofizare a unui lac.
Tabelul 16. Parametrii biologici utilizaţi în monitorizarea unui lac in cursul procesului său de acidifiere (Spellerberg, 1995)
Nr.crt.
Parametrul
1. Compoziţia specifică a algelor din epilimnion
2. Productivitatea, biomasa şi diversitatea fitoplanctonului
3. Valoarea indicelui de clorofilă în epilimnion
4. Densitatea adulţilor de diptere ce ies anual din lacK Procentajul, compoziţia şi biomasa zooplanctonului
6. Condiţiile de viaţă, populaţiile şi clasele de vârstă pentru peşti
5.2.1.4. SolulSubstratul solid al uscatului este cel mai greu afectat de factorii
naturali şi antropici. El reprezintă acea componentă a mediului în care procesele abiotice şi biotice se întrepătrund atât de intim, încât cele trei componente de bază (substanţe anorganice, substanţe organice nevii şi organismele) sunt inseparabile. Solul este rezultatul acestor interacţii care se desfăşoară de mii şi milioane de ani. Pe şi în sol trăiesc numeroase organisme care sunt adaptate acestui mediu de viaţă, multe dintre ele manifestând pregnant caractere stenoice specifice.
Activităţile umane pot afecta procesele naturale din soluri prin accelerarea proceselor de salinizare, irigaţii şi desecări, aplicarea de amendamente, nutrienţi, aport de metale grele sau prin lucrări agricole care modifică mai mult sau mai puţin accentuat structura solurilor
agricole. In urma acestor transformări în structura fizică şi compoziţia solurilor, biota sa - microflora şi microfauna - e nevoită să se modifice, căutând să se adapteze noilor condiţii de viaţă. Ori, biocenozele din soluri, formate în mii de ani, au o mare stabilitate şi stenoicitate, fapt ce duce la apariţia unor dereglări puternice ale proceselor de mineralizare şi de refacere a humusului. La aceste procese negative omul mai poate interveni prin depozitarea de deşeuri solide, efectuarea de irigaţii cu deşeuri lichide, scăparea de diverse reziduuri (cele mai grave fiind cele petroliere) sau depozitarea celor industriale. Capacitatea de refacere a solurilor este mult mai lentă comparativ cu cea care se desfăşoară în ape, fapt ce impietează asupra producţiei de hrană şi materii prime naturale pentru om.
Efectele acestor impacte determină accelerarea proceselor de eroziune, scăderea producţiei vegetale, intensificarea proceselor de deşertificare.
In prezent, o atenţie deosebită se acordă poluării cu metale grele, aceasta fiind cea mai stabilă şi gravă formă de afectare a calităţilor fizico-chimice şi biologice ale solurilor. Intensitatea acestui proces depinde de caracteristicile diverselor tipuri de soluri şi implicit de vulnerabilitatea lor la poluare, vulnerabilitate ce ia în considerare capacitatea de sorbţie, capacitatea de înmagazinare şi cea de tampo-nare. Pe baza gradului de vulnerabilitate s-au stabilit următoarele cate-gorii de soluri:- soluri nisipoase, în majoritate necarbonatice, cu conţinut scăzut dematerie organică;-soluri acide, cu conţinut foarte ridicat de materie organică, cu texturăgrosieră şi cu profil scurt, până la mijlociu;-soluri acide până la neutre, cu textură mijlocie şi conţinut scăzut dematerie organică (majoritatea cu permeabilitate scăzută);- soluri acide până la neutre cu textură mijlocie, profil mediu până laprofund şi conţinut mijlociu de materie organică
In solurile aflate de-a lungul căilor de comunicaţie se acumu-lează cantităţi mai mari de plumb, valorile maxime înregistrându-se în zonele urbane şi periurbane.
Afectarea cea mai accentuată a solurilor se înregistrează în zonele cu activităţi industriale intense şi în zona întreprinderilor la care nu se iau măsuri corespunzătoare de stopare sau reducere a impu-rificării mediului.
In cadrul monitoringului ecologic / integrat frecvenţa de urmărire este mai redusă comparativ cu cea a altor medii - ea este în medie de 1 an pentru unii impurificatori şi de o singură dată la 2-5 ani pentru unii mai puţin periculoşi. Parametrii care se urmăresc în monitoringul; ecologic al solurilor sunt: aluminiu, arsen, beriliu, bor, cadmiu, cianură, cobalt, crom, cupru , fier, flour, litiu, mangan, molibden, plumb , zinc (metalele subliniate sunt considerate cele mai periculoase şi sunt urmărite cel mai frecvent) (Răuţă, 1994).
Staţiile de recoltare sunt foarte numeroase, ele fiind amplasate în staţiile de urmărire de fond şi în apropierea principalelor surse de poluare industrială şi urbană (Fig. 18, 19)
Fig. 18 - Harta principalelor surse de poluare chimică a solurilor din România (din Răuţă, 1994)
5.2.1.5. Vegetaţia (cu atenţie specială asupra pădurilor)Vegetaţia reprezintă o interfaţă vie între aer şi sol, şi totodată
o sursă de materii prime regenerabile de foarte mare importanţă care, prin proprietăţile sale poate proteja aerul şi solul şi totodată poate reţine (prin bioacumulare) sau transforma ori neutraliza numeroşi poluanţi. Analiza în monitoringul ecologic / integrat a vegetaţiei are marele merit că nu ne dă situaţii de moment, ci permite o evidenţiere de fond, de lungă durată a gradului de afectare a mediului. Vegetaţia reprezintă un filtru viu în care se acumulează substanţe impurificatoare venite pe perioade îndelungate de timp. Ea poate pune în evidenţă poluanţi care, aflaţi în aer sau sol în cantităţi mici, nu pot fi evidenţiaţi în mediile respective prin analizele uzuale. Aceşti poluanţi insidioşi devin evidenţi la analizele efectuate asupra vegetaţiei.
Covorul vegetal reprezintă o entitate vie care este în permanent echilibru de-a lungul unor perioade lungi (chiar decade) cu mediul ambiant local. Din această cauză utilizarea parametrilor de control asupra vegetaţiei permite obţinerea unor date deosebit de exacte asupra poluării.
Cele mai uzuale măsurători se fac asupra vegetaţiei forestiere, care este cea mai stabilă, cea mai bine organizată şi totodată este gospodărită de un personal de specialitate. In cadrul monitoringului forestier se fac măsurători:- biologice,(privind masa arborilor, ritmurile de creştere, sporul anualde biomasă, măsurători dendrologice uzuale, rezistenţa la doborâturi,boli şi dăunători), producţia fructelor de pădure, ş.a.;- fiziologice (productivitate, bioacumularea metalelor grele), intensitatea fotosintezei, evapotranspiraţia.
In cadrul cartărilor de specii arboricole se utilizează un sistem codificat de notare a speciilor de arbori şi arbuşti (în tabelul 17 prezentăm codificarea utilizată în cadrul monitoringului forestier din România).
Semnalăm şi faptul că fitocenozele arboricole sau ierboase suferă modificări structurale semnificative sub influenţa poluării; se declanşează succesiuni rapide, apar invazii de specii eurioice, rezistente la poluare, se intensifică doborâturile de vânt şi atacurile dăunătorilor.
In monitoring ecologic / integrat forestier un rol tot mai mare îl joacă în prezent aerofotogrammetria şi teledetecţia.
Tabelul 17. Codurile speciilor de arbori şi arbuşti utilizate în monitoringul forestier din România (date ICAS)
1. Codurile speciilor de arbu ş ti Alun - A Măceş - K Cruşin - UArin verde - B Păducel - L Dărsar - VCaprifoi - C Verigariu - M Scumpie - NCătină albă - D Porumbar - N Amorfă - XCătină roşie - E Salbă răioasă - O Ienupăr- YClocotiş - F Salbă moale - P ■ Călin - ZCorn - G Jneapăn - QDracilă - H Soc negru - RLemn câinesc -1 Soc roşu - SLiliac - J Sânger - T2. Codurile specifice de arboriAlun turcesc -ALT Gâmiţă ■ Gl Păr - PRAnin alb - AN Glădiţă - GL Prun - PRNArin negru - ANN Gorun - GO Platan - PTLArţar tătăresc - AR Jugastru - JU Salcie - SAArţar american - ARA Lance - LA Salcie căprească -SACBrad-BR Măr-MA Salcie plesnitoare - SAPCarpen - CA Mesteacăn - ME Sorb - SBCastan porcesc - CAP Mejdrean - MJ Salcâm - SCCastan comestibil - CA S Molid - MO Sălcioară - SLCorcoduş - OD Nuc comun ■ NU ■ Scoruş - SRCer-CR Nuc american - NU A Stejar pedunculat - STCireş - CI Oţetar - OT Stejar brumăriu - STBCăpri(ă - CR Paltin câmp - PA Stejar roşu -STRCenuşar- CE Paltin munte - PAM Stejar pufos - STPDud - DD Pin silvestru - PI Taxodium - TADiverse moi - DM Pin cembra - PIC Tei argintiu - TEDiverse răşinoase - DR Pin negru - PIN Tei fmnză mare - TEMDiverse tari - DT Pin strob - PIS Tei pucios - TEPDuglas - DU Plop alb - PLA Tisa - TIDiverse exocite - EX Plop cenuşiu - PLC Tuia - TUFag ■ FA Plop negru - PLN Ulm câmp - ULCFrasin comun - FR Plop tremurător - PLT Ulm munte - ULMFrasin american - FRA Plop Ea (3-5 mp) - PLX Velniş - ULVFrasin pens. Baltă - FRB Plop Ea (6-9 mp) - PLY Vişin turcesc - VITFrasin pufos - FRP Plop Ea (schema 4x4m) - PLZ
protiste, fungi, plante, animale - şi asociaţiile pe care acestea le formează. Biota este cel mai important component al monitoringului ecologic, vieţuitoarele fiind cel mai sensibil şi fidel senzor al calităţii mediului, al bunei desfăşurări a ciclurilor biogeochimice şi al intensităţii fluxurilor energetice de pe Terra.
5.2.1.6.1. Definiţie, complexitateMonitoringul biologic (M.B.) este sistemul de observaţii, aprecieri
şi prognoze ale tuturor schimbărilor constatate în lumea vie sub acţiunea unor factori naturali sau antropogeni prin intermediul biosistemelor.
Viaţa este forma superioară, cea mai complexă de organizare a materiei la nivel planetar. Ea se realizează şi există prin neîncetatele schimburi de substanţe, energie şi informaţie .cu tot ceea ce o înconjoară. De aceea urmărirea cantitativă şi calitativă a diverselor nivele sistemice de organizare a viului dă posibilitatea unei aprecieri mult mai reale şi complexe a impactelor, a modului în care omul, prin toate activităţile sale, schimbă echilibrele naturii.
Dacă diverşii parametri fizici, chimici, climatici sau pedologiei pot fi urmăriţi şi analizaţi de către un număr redus de specialişti, realizarea în acelaşi mod a monitoringului biologic este practic imposibilă. Aceasta datorită faptului că specializările în biologie sunt foarte înguste: nu poate fi acelaşi om şi genetician şi biochimist, taxonomist şi fiziolog, sau ecolog. Ca atare, în funcţie de parametrii ce se vor utiliza în monitoringul biologic vor trebui să lucreze specialişti din ramuri diferite ale biologiei.
Pentru utilizarea diverselor sisteme vii în monitoringul ecologic, acestea trebuie:
- să prezinte o mare sensibilitate faţă de modificările mediuluiînconjurător. Spre exemplu, cantitatea de clorofilă din o anumită plantă(superioară sau inferioară) poate indica intensitatea procesului defotosinteză şi poate fi cuantificată;
- să reflecte starea generală a mediului (şi nu orice mică schimbare), în condiţiile fluctuaţiilor permanente ale factorilor de mediu.Vieţuitoarele, aflându-se în stare "aproape de echilibru", evidenţiazămedia fluctuaţiilor din ambianţa vie şi nevie pe o perioadă mai mult sau
mai puţin îndelungată, permit o caracterizare sintetică, globală (care trebuie doar decriptată de noi).
Monitoringul biologic evidenţiază:- impactele variate ale poluanţilor asupra sistemelor vii;- schimbările apărute în productivitatea ecosistemelor, macroecosis-temelor şi ecosferei;- depăşirea limitelor suportabile de către organisme prin apariţia unormodificări fiziologice, morfologice şi/sau genetice la organismele vii;- permite avertizarea în cazul scăderii biodiversităţii.
Ţinând seama de aceste considerente trebuie apreciată marea valoare pe care o poate avea monitoringul biologic în monitoringul ecologic / integrat şi totodată dificultăţile sale de realizare.
Monitoringul biologic poate evidenţia:- procese ce se desfăşoară la scări de timp foarte mari (ca de exemplusuccesiuni populaţionale, fitocenologice);- fenomene rare (perturbări determinate de foc, invazii de dăunători,migraţii);- procese subtile (vizibile prin analize ale ciclurilor biogeochimice încadrul neîncetatelor fluctuaţii permanente diurne, sezoniere, anualesau multianuale);- fenomene complexe (relaţii viu-neviu la nivel ecosistemic sau ia celal ecosferei).
Pe această bază Uniunea Internaţională a'Ştiinţelor Biologice (IUBS) a trasat următoarele direcţii de lucru în cadrul monitoringului biologic:
1. încurajarea corpului ştiinţific la nivel naţional şi internaţionalpentru a dezvolta şi aplica metode pentru evidenţierea schimbărilormediului înconjurător;
2. Promovarea cooperării internaţionale şi interdisciplinare înstandardizarea metodelor biologice;
3. încurajarea schimburilor de rezultate între laboratoarele decercetări de pe tot globul;
4. Desfăşurarea de conferinţe la care să se stabilească diferiteletipuri de bioindicaţie.
Din cauza complexităţii sale, monitoringul biologic este cel mai puţin bine pus la punct sistem de monitoring ecologic / integrat.
5.2.1.6.2. Nivele de lucru în monitoringul biologicŢinând seama de faptul că în prezent este unanim acceptat
faptul că din punct de vedere sistemic distingem următoarele nivele de organizare a materiei vii: individual, populaţional, biocenotic şi cel al biosferei,-fiecare cu o mare varietate de subsisteme, în Tabelul 18 prezentăm sistemele şi subsistemele la care se pot, teoretic, desfă-şura activităţi de monitoringului biologic.
Monitoringul biologic se poate realiza pe plan regional, ecosis-temic sau pe principalele sale subcomponente vii.
Monitoringul biologic regional urmăreşte structura componentelor vii la nivel macroecosistemic, existenţa unor anomalii (tăieturi sau doborâturi de vânt, atacuri de dăunători, apariţia şi evoluţia procesului de eutrofizare în bazine acvatice). Observaţiile se efectuează periodic, la cel puţin 1-5 ani (sau anual în caz de constatarea de anomalii sau de scădere a biodiversităţii).
Monitoringul biologic ecosistemic urmăreşte evidenţierea modifi-cărilor în structura şi funcţionarea ecosistemelor, distribuţia nivelelor de vegetaţie, productivitate, producţie, viteza succesiunilor, etc.
Monitoringul biologic pe subcomponentele vii ale ecosistemului constă în evidenţierea activităţii biologice a solului, vegetaţiei, planc-tonului şi bentosului, studii pe grupe de plante (muşchi, licheni, fanerogame) şi animale (zoocenoze de insecte, anumite vertebrate, studii etologice, etc).
Evident, în ecosistemele terestre şi în cele acvatice, tehnicile utilizate şi parametrii vor fi specifici.
5.2.1.6.3. Tipurile de activităţi în monitoringul biologic (MB)In monitoringul biologic se disting, ca şi în monitoringul ecologic
/ integrat 3 tipuri de activităţi: de informare timpurie, de diagnosticare şi de prognozare a evoluţiei viitoare, activităţi cu particularităţi specifice (Burdin, 1985).
A. In monitoringul biologic de informare timpurie trebuie selecţionate acele organisme care pot reacţiona rapid la orice schim-bare de mediu; cu ajutorul lor se pot realiza chiar şi sisteme automate de înregistrare a unor modificări de mediu (pe bază de bioindicatori). In monitoringul biologic de informare timpurie se urmăreşte starea generală a unor organisme, perturbarea ciclurilor biologice sau dezvol-tarea lor. Criteriile pe care se lucrează în informarea timpurie sunt: bio-chimic, genetic, fiziologic, patologic, etologic şi prin bioteste. Se aleg
metode simple, uşor şi rapid de realizat, care ţin seama de trei varia-bile:1) variabila I cuprinde criteriile:
a - existenţa unei legături între variabila aleasă şi următorii indici: creşterea, reproducerea, viabilitatea indivizilor, a populaţiilor, a comunităţilor şi a ecosistemelor; b - caracterul legăturii dintre variabila observată şi înde-părtarea faţă de nivelurile inferior şi superior al organizării; c - specificitatea îndepărtării variabilei de la normal în funcţie de factorul care o provoacă; d - posibilitatea reîntoarcerii variabilei la valorile iniţiale după ce a încetat acţiunea factorului perturbator; e - specificitatea acţiunii factorului pentru anumite grupe de organisme.
2) variabila II cuprinde următoarele criterii:a - caracterul legăturii dintre îndepărtarea variabilei faţă denormă şi poluarea existentă;b - intensitatea factorului care acţionează şi care provoacăo îndepărtare vizibilă a variabilei faţă de normă;c - limitele schimbării mărimii factorului care acţionează şicare provoacă un efect observabil;d - mărimea fracţiunii de timp în cursul căreia are locabaterea (ore, zile, ani);e - uşurinţa cu care se poate observa primul semnal deabatere faţă de fondul natural considerat ca zgomot;f - exactitatea măsurătorii abaterii observate pentru ovariabilă. 3). variabila III include
următoarele criterii:a - aprecierea stabilităţii unei abateri măsurabile, careinclude şi stabilitatea aparaturii cu care se face măsură-toarea;b - gradul de pregătire a personalului de cercetare şi celtehnic;c - aprecierea diapazonului de folosire a abaterii uneivariabile în programele de monitoring biologic.Parametrii biologici trebuiesc stabiliţi pe baza legăturii cauză-
efect. Intre cei utilizaţi în informarea timpurie, testele de toxicitate joacă un rol foarte important, in aceste teste se utilizează în mod obişnuit bacterii, ciuperci, alge, nevertebrate acvatice (ciliate, crusta-cee, insecte, moluşte), plante macrofite acvatice şi peşti. Pentru a evidenţia aceasta, în tabelul 19 sunt prezentate vitezele de reacţie a unor organisme acvatice la diferite substanţe toxice.
Tabelul 18 - Nivelele de organizare ale materiei vii, subsistemele lor şi principalii parametri utilizabili în MB
- Nivelul individual- subniveiul molecular
- comportarea funcţională a unor enzime ce participă la realizarearespiraţiei la nivel subcelular (exemplu: citocromul P-450)- încărcarea cu energie potenţială pe baza analizei raportului dintrecompuşii adenozinici şi trifosforici- metabolismul schimbat al steroizilor ca răspuns la factorii agresividin ambianţă* modificări ale colinesterazei sub acţiunea substanţelor organo-
■■ clorurate- evidenţierea factorilor de stres prin dozarea zahărului şicatecolaminelor sanguine
- subniveiul celular- control genetic prin urmărirea structurii şi distribuţiei cromozomilorşi calcularea aberaţiilor cromozomale- măsurători ale intensităţii fotosintezei- măsurători ale intensităţii respiraţiei celulare- stabilitatea lizozomilor- modificări ale reacţiilor imunitare- apariţia de necroze, tumori sau neoplasme
- Nivelul populational- stabilirea ariilor de supravieţuire, protecţie sau ocrotire- nişele ecologice- în diferite biocenoze- indici ai,nivelului populational (natalitate, mortalitate, rată de supravieţuire,rată de creştere a populaţiei, distribuţia şi abundenţa)- structura populaţiilor
dinamica şi stabilitatea populaţiilor- Nivelul biocenotic '
- varietatea biocenozelor- diversitate şi stabilitate- structura trofică- abundenţa- fidelitatea '■-- producţia şi productivitatea
_____- biomasa ş i rata circula ţ iei substan ţ elor ___________________________
B. Monitoringul biologic de diagnosticare utilizează 4 parametriesenţiali, aleşi ca fiind cei mai semnificativi. Alegerea lor se face înfuncţie de:- scopul în care se organizează acţiunea;- în ce măsură bioacumularea de-a lungul lanţurilor trofice indică realmodificări în ambianţă;- organismele selectate trebuie să fie sensibile atât la toxice, cât şi laalte modificări ale mediului ambiant (se evită a se lua în consideraţiespecii tolerante).
Din aceste considerente, organismele selectate pentru monitoringul biologic de diagnosticare trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:- acumularea poluanţilor până la un anumit nivel nu trebuie să fieletală;- să nu schimbe în un anumit fel manifestările vitale;- numărul de indivizi luaţi în studiu, care se extrag din o populaţie nutrebuie să afecteze ansamblul populaţiei;- speciile trebuie să aibă o durată de viaţă de peste 2 ani;- dimensiunile organismelor să fie suficient de mari ca prin prelevareade ţesuturi pentru analize, acestea să nu moară;- să manifeste stabilitate faţă de oscilaţiile naturale ale mediului;- să poată fi extrase uşor din mediu şi să trăiască şi în condiţii de laborator;- să fie bioacumulatori puternici;- să se poată stabili cu exactitate capacitatea de bioacumulare faţă devalorile din mediu.
C. Monitoringul biologic de prognoză se realizează prin biotestare.El permite o apreciere a calităţii mediului în funcţie de reacţiaorganismului test (alge, dafnii, peşti, etc.) în condiţii experimentale. Inaceastă categorie intră şi testele de ecotoxicologie care apreciazămodificările etologice, fiziologice sau mortalitatea organismelor testatesub acţiunea unor doze diferite de poluanţi. Aceste teste cuprind:- studiul legăturii doză-efect pe obiectul testat;- studiul pragului de abatere de la normă (rapid, semirapid sau cronic);- studiul mecanismelor de intoxicare şi dezintoxicare.
Teste pentru monitoringul biologic de prognoză pot fi şi nişte ecosisteme simplificate, modelate în laborator; ele îşi constituie propri-
ile mecanisme de homeostatare şi posedă capacitatea de a păstra structurile şi funcţiile fundamentale. Ele trebuie să evidenţieze repede şi pregnant perturbări ale stărilor de echilibru din ecosistemele naturale. Aceste microcosmosuri de laborator modelează o anumită parte sau anumite proprietăţi ale ecosistemelor naturale. Testele trebuie să imite procesele abiotice şi biotice care au loc în condiţii naturale, rezultatele experimentelor putând fi extrapolate cu precauţie, proceselor ce au loc în ecosistemele naturale.
Un alt tip de experimente se pot face în porţiuni izolate din ecosistemele naturale, porţiuni în care procesele biologice se desfăşoară în condiţii naturale. In ele, multitudinea informaţiilor primite este mult superioară celor obţinute în condiţii experimentale, transpo-larea rezultatelor fiind mult mai exactă.
In figura 20 sunt ilustrate relaţiile dintre monitoringul de diagnostic şi cel de prognoză.
5.2.1.6.4. Posibilităţile de organizare a monitoringului biologicComparativ cu celelalte tipuri de monitoring ecologic, în orga-
nizarea monitoringului biologic există mult mai multe impedimente. Ele sunt legate de amplasarea în teritoriu, frecvenţa observaţiilor, dotările necesare şi în primul rând de potenţialul uman.
Pentru amplasarea î n teritoriu se impune acoperirea tuturor staţiilor de supraveghere de fond a biosferei şi a principalelor tipuri de ecosisteme, atât cele terestre cât şi cele acvatice. In cazul în care monitoringul biologic se organizează în zone de importanţă ecologică deosebită (de exemplu în Delta Dunării) sau supuse unui impact uman grav (de exemplu zona Baia Mare), atunci monitoringul biologic se va adapta în mod corespunzător.
Frecventa observa ţ iilor este specifică tipului de monitoring biologic utilizat şi posibilităţilor reale de lucru. Spre exemplu, în prezent, în ţara noastră este un singur specialist în licheni. Este evident că el nu va putea acoperi toate staţiile de monitoring, cu aceeaşi frecvenţă.
Dot ă rile necesare sunt funcţie de nivelul de lucru în monitoringul biologic. Unele sunt costisitoare şi pretenţioase (analizele biochimice, genetice, fiziologice, monitoringui biogic de prognoză), altele sunt mai uşor de realizat deoarece necesită o aparatură mai simplă (taxono-mice, ecologice). Tipul de analize biologice necesare va condiţiona gradul de dotare.
Specia Concentraţia substanţei toxice Indicatorul ales Intervalul de timp după care se înregistrează răspunsul
scăderea cu 36% a eficientei nitrificării mărirea gradului de inhibiţie a luminiscenţeiscăderea concentraţiei 0, dizolvat creşterea concentraţiei oxigenului dizolvat la 1 mg/1 după trecerea toxinelor prin sistem
creşterea frecvenţei respiraţiei la mai mult de 60% din peştii studiaţi mărirea concentraţiei glicogenului şi glucozei din sânge scăderea electroconductibilităţii şi impedanţei sângelui integral refugierea peştilor în zona nepericuloasădurata minimă a pierderii capacităţii de plutire la 50% dintre peşti la fel
Poten ţ ialul uman implicat în monitoringul biologic ridică cele mai multe şi dificile probleme. Aceasta datorită specializării înguste pe diferite domenii ale biologiei, dar şi numărului redus de specialişti care se pot implica (şi numai cu o parte din timpul lor) în activităţile de monitoring.
Trebuie menţionată aici şi metodologia de lucru , încă neunanim acceptată pentru o eventuală standardizare, fapt ce complică com-pararea rezultatelor obţinute de diverşi specialişti.
Impedimentele susmenţionate fac şi în prezent dificilă organi-zarea unei reţele active de desfăşurare a monitoringului biologic; aceasta şi explică rămânerile în urmă în crearea unui monitoring biologic efectiv la nivel naţional, regional şi local.
5.2.1.6.5. Tipurile de organisme sau indicatori utilizaţi în monito-ringul biologic
Cercetările de până acum au căutat să evidenţieze diferitele modalităţi de desfăşurare a monitoringului biologic. Dintre toate, cele mai valoroase sunt utilizarea de organisme indicatoare, organisme bioacumulatoare şi utilizarea parametrilor ecologici.
Condiţiile de bază pentru alegere sunt:- organismele trebuie să fie capabile să reacţioneze rapid la modificăriale mediului ambiant, reacţii care să poată fi măsurate uşor, rapid,rezultatele fiind semnificative;- modificările constatate trebuie să fie exacte, adecvate şireproductibile experimental;- să permită aprecieri cantitative (în vederea prelucrărilor matematiceşi corelării cu valorile altor parametri măsurabili din mediu);- gradul de eroare comparativ cu al altor parametri trebuie să fie desub 20% (fluctuaţia încadrându-se în variabilitatea individuală specificăorganismelor vii).
A. Organismele bioindicatoare sunt organisme cu sensibilitate ridicată faţă de anumiţi poluanţi, la anumiţi factori de stres sau care manifestă preferinţe nete pentru existenţa în mediu a anumitor substanţe.
Kolkwitz şi Marsson, încă de la începutul secolului (1908), au grupat organismele din apele curgătoare, în funcţie de gradul de poluare organică, în 4 grupe, constituind aşa-numitul sistem al saprobiilor (organisme de ape curate - oligosaprobe, de ape relativ
impurificate - a şi p mezosaprobe, şi de ape impurificate -polisaprobe). Ulterior sistemul a fost perfecţionat şi diversificat de Liebmann şi Sladecek (iar la noi în ţară de S. Marcoci, Fig.21). In prezent se tinde spre reducerea numărului de specii utilizate în sistemul saprobiilor şi s-a trecut la codarea şi prelucrarea cifrică a valorilor calităţii de bioindicatori a diferitelor specii.
Fig.21 - Relaţia oxigen dizolvat, consum biochimic de oxigen şicenoze acvatice in amonte şi aval de o sursă de impurificare
Zona 1 - zona curată; Zona 2 - zona precumpănitor degradatorie;Zona 3 - zona septică; Zona 4 - zona în curs de redresare;
Zona 5 - zona redevenită curată
Lichenii Usnea, Parmulina, Parmelia, ş.a., manifestă o mare sensibilitate faţă de poluarea atmosferică. In funcţie de numărul de specii şi diversitatea lor se poate aprecia gradul de poluare a aerului, în special cu oxizi de sulf.
Plantele ruderale (ca de exemplu, Polygonum aviculare, Poa annua) sunt specifice pentru terenurile antropizate, Urtica dioica şi unele specii de Rumex pentru terenurile pe care s-au acumulat cantităţi mari de dejecţii animaliere, Salicornia, Suaeda, Obione, Statice gmelini şi pentru solurile sărăturate, Phragmites, Scirpus, Juncus, Carex, ş.a. pentru exces de umiditate Agrostis stolonifera, Melandrium sylvestre pentru soluri bogate în Cu (1-39%), Tussilago farfara pe soluri bogate în Pb (0,72-1,06% Pb în sol).
B. Organismele bioacumulatoare Capacitatea de bioacumulare a regnului vegetal şi animal, capacitatea de extragere din mediu şi concentrare de zeci, sute sau chiar mii de ori a unor substanţe este
folosită cu succes în desfăşurarea monitoringului biologic. Analizele unor poluanţi în ţesuturile plantelor sau animalelor din zonele apropiate, ne permite să evidenţiem clar impacteie exercitate de om asupra mediului (concentrarea radiofosforului în fitoplancton, de 25 de ori, scoica Crassostrea virginica acumulează DDT-ul din ape de peste 70.000 ori, intensitatea de bioconcentrare a stronţiului din sol de către oi este de 715 ori). Ca urmare, îndeosebi pentru zonele depărtate de sursele de poluare, şi pentru depistarea unor deversări ascunse, analiza organismelor bioacumulatoare ne este de un mare ajutor. Analizele se fac îndeosebi asupra ţesuturilor de acumulare sau stocare, a celor în care rata de circulaţie a substanţelor se face mai greu (ţesutul lemnos, rădăcini ^sau rizomi la plante, ţesuturile osos, gras şi nervos la animale). In procesul de bioacumulare, un rol important îl joacă nivelul trofic pe care se află organismul; totdeauna bioacumularea este mai mare la organismele aflate pe nivelele trofice superioare (păsările ihtiofage acumulează dieldrinul de 1600 ori mai mult decât este în fitoplancton; peştii acumulează mercurul până la de peste 500.000 ori comparativ cu valorile măsurate în apă; fosforul radioactiv se bioacumulează foarte intens: comparativ cu valorile din apă, în fitoplancton este de 1000 ori, în peşti de 5000, în păsări ihtiofage de 75.000-500.000 ori - Fig. 22).
C. Indicatorii ecologici In ultimii ani, cu toată diversificarea formelor de evidenţiere a impactelor antropice cu ajutorul unor parametri biologici, se manifestă tendinţa utilizării unor indicatori rezultaţi din prelucrarea datelor ecologice. Aceasta se datorează faptului că ei permit evidenţierea unor ^stări globale, reale, pe fondul permanentelor fluctuaţii pe care le manifestă viul. Aceşti indicatori, dacă sunt folosiţi judicios, permit reliefarea atât a situaţtekeale, cât şi tendinţele viitoare pe termen mediu şi lung. Utilizarea indicilor ecologici se face în mod obişnuit cu cheltuieli şi aparatură mai puţin costisitoare. Prin faptul că aceşti indicatori se pretează la diverse prelucrări matematice, ei sunt mai uşor de cuplat (şi este chiar recomandat) cu alţi parametri măsuraţi în cadrul monitoringului ecologic.
Pentru mediul acvatic se mai utilizează indici globali cum sunt: Pantle Buck, Indicele Biotic Trent şi Indicele Chandler.
Din gama parametrilor ecologici utilizaţi în ecologie, în tabelul 20 sunt prezentaţi cei recomandaţi de specialiştii români.
Fig. 22 - Bioacumularea DDT de-a lungul lanţurilor trofice în mediul acvatic
La bibliografia cursului sunt menţionate principalele lucrări din literatura mondială care se ocupă de monitoringul biologic, iar în Anexa 2 sunt prezentate succint metodele enumerate în tabelul 20.
5.2.1.6.6. Prognozele biologicePe baza datelor ce se strâng în cursul monitoringuiui biologic, în
special în cazul utilizării indicatorilor ecologici şi ţinând seama de particularităţile organismelor vii, se pot efectua prognoze mai mult sau mai puţin exacte asupra evoluţiei pe termen scurt, mediu şi lung a mediilor de viaţă supuse observaţiilor. Caracteristica ecologiei, aceea de a corela factorii biotici cu cei abiotici şi de a realiza sinteze, permite acesteia să aibă un grad ridicat de credibilitate în realizarea prognozelor.
______Tabelul 20 - Parametrii ecologici utilizabili î n monitoringul integrat ______ A. Pentru mediul acvatic
- degradatori - respiraţia globală- activitatea enzimatică
- dehidrogenaza- fosfataza- catalaza- indicatorul enzimatic global
C. Pentru mediul subteran- biomasa- dominanţa- rlix/F-rsitafeta _ _ _.._________________________
5.2.1.7. HranaAlimentele reprezintă ansamblul produselor de bază, esenţiale
pentru supravieţuirea omului şi a oricărei fiinţe vii. Cum monitoringul ecologic / integrat a fost creat de om, acest subsistem urmăreşte calitatea produselor consumate de el, dar şi gradul de afectare natu-rală sau antropică din punctul de vedere al necesităţilor omului. De modul în care se obţine şi păstrează calitatea hranei depinde starea de sănătate, în final supravieţuirea omului.
Contaminarea hranei se realizează pe trei căi:1. direct, prin introducerea din mediu a unor substanţe nedorite caurmare a bioacumulării şi bioconversiei poluanţilor de-a lungullanţurilor trofice;2. indirect, prin acţiunile nedorite ca urmare a contactului cu rozătoare,insecte dăunătoare, bacterii sau ciuperci care infectează alimentele;3. prin administrarea de către om a unor aditivi şi conservanţi chimicide "protejare" a alimentelor stocate sau care urmează a fi folositedupă anumite perioade de timp mai mult sau mai puţin lungi.
In alimente se pot afla, alături de metale grele sau toxice, şi rezidii ale concurenţilor la hrana umană sau germeni patogeni transportaţi de aceştia.
Controlul hranei se realizează atât în laboratoare special amenajate, în întreprinderile de prelucrare a alimentelor cât şi la locurile de desfacere (pieţe, magazine). In prezent este obligatorie precizarea pe ambalajul produselor alimentare durata de valabilitate (de garanţie) a produsului respectiv.
Analizele care se fac în mod obişnuit vizează depistarea următoarelor substanţe: mercur, plumb, cadmiu, compuşi organo-cloruraţi, nitriţi, nitraţi, nitrozamine, conservanţi, toxine rezultate din procesele metabolice bacteriene şi fungice (micotoxine), germeni patogeni (Salmonella ş.a.). In realizarea controlului hranei, o importanţă mare o au tipurile de alimentaţii / diete ale diferitelor populaţii.
5.2.1.8. Apa potabilăViaţa oricărei fiinţe, procesele sale, metabolismul, sunt condi-
ţionate în desfăşurarea lor de existenţa apei. Pentru activităţile sale, pentru nevoile sale, omul utilizează cantităţi tot mai mari, pe care, după folosire, le deversează în emisari.
Pentru ansamblul nevoilor sale, omului îi trebuie o apă curată. Ea este luată din apele de suprafaţă şi subterane, este tratată prin procedee fizico-chimice şi este livrată cu un conţinut cât mai scăzut de suspensii, substanţe chimice şi microorganisme; după tratare ea poartă denumirea de apă potabilă.
In funcţie de calitatea apelor şi de locul de prelevare, metodele de tratare şi realizare a apei potabile pot fi mai mult sau mai puţin costisitoare. O problemă în plus o constituie sistemele de aducţiune a acestei ape de la staţia de tratare la consumatori, sisteme ce adesea sunt vechi sau improprii, ceea ce generează posibile alterări ale calităţii chiar pe parcurs.
O problemă specială o ridică alimentarea cu apă la ţară, din surse naturale netratate (fântâni, izvoare naturale) şi care nu sunt totdeauna corespunzătoare din punct de vedere sanitar.
Monitorizarea apei potabile este extrem de importantă, ea efectuându-se în toate staţiile de tratare, dar şi la utilizatori. Frecvenţa acestui monitoring este ridicată, de regulă de două ori pe zi, multe boli ca holera, dizenteriile transmiţându-se tocmai prin intermediul ape de băut. Pentru controlul calităţii apei în România se folosesc parametrii din Anexa 3.
5.2.1.9. Aspecte abordabile în toate subsistemele
5.2.1.9.1. Controlul radioactivităţii mediuluiMonitoringul radioactivităţii diferiţilor factori de mediu a apărut ca
o necesitate după cel de al doilea război mondial, când pentru prima dată au fost evidenţiate efectele nefaste ale radiaţiilor. Radioactivitatea naturală, de fond, există dintotdeauna. Experienţe nucleare şi utilizarea energiei atomice în scopuri paşnice au ridicat valorile radioactivităţii de fond, iar unele accidente nucleare, cum a fost cel de la Cemobâl au dovedit din plin nocivitatea acestor radiaţii.
Diversele organisme suporta grade diferite de iradiere; vieţuitoarele, prin capacitatea de bioacumulare pot bioconcentra elementele radioactive la valori mult superioare celor existente în mod normal în mediu, astfel încât radiaţiile lor pot declanşa în organism modificări genetice, biochimice şi fiziologice grave, uneori letale.
Agenţia Internaţionale de supraveghere şi control a radioactivi-tăţii (IAEA) efectuează controale riguroase, periodice, privind gradul
general de radioactivitate a mediului şi respectarea normelor de secu-ritate a instalaţiilor atomice. La nivelul fiecărui stat sunt agenţii specia-lizate, care urmăresc radiaţiile ionizante, radioactivitatea p globală în aer, apă dulce şi marină, sol, alimente şi apă de băut, sunt instituţii care supraveghează acumularea de radionuclizi (îndeosebi 90Sr, 137Cs, 144Ce) în anumite plante şi animale. De curând a fost luat sub control un alt gaz, radon, care şi-a demostrat gradul său de nocivitate în spaţiile închise.
Periculozitatea acestor radionuclizi este cu atât mai mare cu cât au o perioadă de înjumătăţire a radioactivităţii mai ridicată (Tab. 21).
Tabelul 21. Principalii radioizotopi care se pot bioacumuia în diferitele verigi ale lanţurilor trofice (după Spellerberg, 1995)
Grupa Radioizo Perioada de Radiaţiile emise
topul înjumătăţire a YRadionuclizi Carbon (C4) 5568 ani +primordiali, Tritium (H3) 12,4 ani +fundamentali Fosfor (P32) 14,5 zile +++pentru SulffS35) 87,1 zile +vieţuitoare Calciu (Ca4S) 160 zile ++
Sodiu (Na24) 15 ore +++ +++Potasiu (K42) 12,4 ore ■ +++ ++Potasiu (K40) 1,3 miliarde ani '++ ++FierţFe59) 45 zile ++ +++Mangan (Mn54) 300 zile ++ ++Iod (I131) 8 zile ++ ++
Radionuclizi Stronţiu (St30) 27,7ani ++rezultaţi din Cesiu (Csm) 32 ani ++produşi de Ceriu (Ce144) 285 zile ++fisiune şi ajunşi Rutheniu (Rum) 1 an +accidental sau Itriu (Yf) 61 zile +++prin deşeuri în mediu
Plutoniu (Pum) 24.000 ani ++++ ++
Gaze rare Argon (A41) 2 ore t+eliberate de Cripton (Kr55) 10 ani +reactoare de Xenon (Xe133) 5 zile +++putere
Legendă: + = energie sub 0,2 MeV++ = energie cuprinsă între 0,2-1 MeV +++ = energie superioară a 3 MeV.
5.2.1.9.2. Controlul epidemiologie.Acest control, deşi nu este denumit uzual monitoring, este de
multă vreme organizat şi funcţionează în toate ţările în cadrul reţelelor sanitare. Importanţa sa este datorată necesităţii prevenirii şi combaterii a două categorii principale de epidemii:- epidemii generate de germeni patogeni tradiţionali (holeră, ciumă,tifos exantematic, dizenterie, etc);- boli / epidemii provocate brusc din cauze puţin cunoscute (SIDA,Ebola) ca urmare a unor poluări (Minamata) sau ca o consecinţă acreşterii sensibilităţii generale a populaţiei (bolile alergice, bolileprofesionale).
In ambele cazuri, un rol în evoluţia şi răspândirea acestor maladii îl joacă factorii de mediu, mai ales atunci când valorile acestora se abat de la normal Fig.23).
Fig.23 - Factori de mediu naturali şi antropogeni care pot afecta sănătatea omului
5.2.1.9.3. Controlul sociologic şi economicEste puţin utilizat, el constând în urmărirea condiţionărilor
realizate de religie, modul de hrănire, gradul de educaţie, condiţiile de lucru, locuire şi transport, modul în care se desfăşoară activităţile educaţionale, asigurările sociale, ş.a. Sunt aspecte a căror importanţă, semnalată cu mai bine de 20 de ani în urmă, încă nu sunt apreciate, la justa lor valoare.
5.2.2. Subsistemele monitoringului ecologic pe emisii şi tipuri de poluanţi
Acest subsistem vizează supravegherea în zone de referinţă a gradului de poluare. El urmăreşte să evidenţieze influenţa poluării asupra biosferei şi să prognozeze evoluţia ulterioară a impacte pe care le provoacă (Rg. 24). Ca urmare, particularitatea principală a acestui subsistem constă în punerea în evidenţă a tendinţelor modificărilor nivelurilor joase de poluare, niveluri condiţionate de factori antropogeni, climatici şi hidrologici.
Tabelul 22. Parametrii de bază şi cei opţionali utilizaţi în subsistemul de control al mediului pe tipuri de poluanţi (din SCOPE 3)
Fig. 24 - Mecanismele prin care circulă substanţele chimice în diferitele componente ale mediului
Aceste măsurători nu vizează pur şi simplu analiza factorilor "de mediu, aşa cum se lucrează în sistemul de control general prezentat anterior, ci se realizează monitoringul anumitor substanţe poluante. Observaţiile presupun acumularea de informaţii privind indicii de poluare a aerului, precipitaţiilor, solului, covorului vegetal şi a apelor de suprafaţă. Datele de bază ce trebuie obţinute în staţiile în care se urmăresc principalele tipuri de poluanţi sunt prezentate în Tabelul 22.
Pentru înţelegerea necesităţii realizării acestui subsistem al monitoringului ecologic / integrat trebuie înţelese mecanismele prin care mediul este afectat de poluare. Fără a intra în detalii (deoarece aceste probleme sunt tratate în mod obişnuit la alte cursuri), în Fig. 25, prezentăm schematic modul în care se dispersează în mediu poluanţii gazoşi şi pulberile, precum şi modul în care aceştia afectează aerul, apele de precipitaţii şi solurile.
Efectul poluanţilor organici deversaţi în apele curgătoare este prezentată în figura 26, iar în figura 27, sursele de poluare a apelor subterane.
Fig. 25. Procesele implicate în poluarea mediului sub acţiunea emisiilor de gaze şi pulberi. (Clarke, 1994, modificat)
Fig. 26 - Efectele poluării organice pe un râu în aval de o sursă de impurificare (după Hynes, 1960): a + b = schimbări fizico-chimice, c = succesiuni de microorganisme, d = succesiuni de macrofaună
Fig. 27 - Surse de poluare a apelor subterane
Acest monitoring al poluanţilor trebuie bine gândit de la început. El se realizează pe durate mari de timp şi vizează:- evidenţierea efectelor diferiţilor poluanţi asupra omului şi mediuluisău, a cauzelor şi efectelor interacţiilor dintre concentraţiile de poluanţişi efectele asupra sănătăţii şi schimbărilor climatice;- stabilirea interacţiilor dintre poluanţi;- precizarea măsurilor legislative ce se impun pentru controlul emisiilorde poluanţi şi stabilirea limitelor maxim admisibile;- stabilirea în zonele cu pericol de poluare acută a unor proceduri de.intervenţie în caz de accidente;- strângerea de date pe timp îndelungat privind situaţia anterioarăemisiilor de poluanţi în scopul folosirii lor ca material de referinţă (spreexemplu, în studiile de epidemiologie, boli cronice sau profesionale);- stabilirea posibilităţilor de utilizare a terenurilor învecinate şi a apelorde suprafaţă şi subterane din zonă.
In cadrul acestui monitoring se disting trei subsisteme de control specifice celor trei modalităţi de poluare: cele "planificate" (deci care se derulează în conformitate cu tehnologiile de producere a bunurilor necesare omului), cele "fugitive" (deci rezultatul scăpărilor mai mult sau mai puţin controlate) şi cele "accidentale" (rezultate din accidente apărute în procesul de producţie şi care pot duce la emisii în concen-traţii extrem de ridicate de poluanţi care pot provoca pagube uneori inestimabile - vezi accidentul de la Cernobâl).
Staţiile de recoltare a probelor pentru emisiile de poluanţi sunt:- pentru emisiile gazoase:
- sta ţ ionare (şi care trebuie să evidenţieze foarte clar, pe de oparte, amploarea emisiilor de poluanţi în anumite puncte şi la anumitemomente din timp, iar pe de alta, numărul de staţii de control trebuieastfel ales încât rezultatele să evidenţieze o situaţie cât mai obiectivă);
- mobile (staţii laborator amplasate pe vehicule, care permiturmărirea modului şi direcţiilor de dispersie a poluanţilor faţă de sursele de emisie;- pentru emisiile lichide - controlul la sursă şi în aval de-a lungulemisarilor;- pentru emisiile solide (pulberi, nămoluri, rezidii solide) - se facprelevări în diferitele tipuri de rezidii şi în sol, sub depozitele de rezidii
Acest tip de monitoring pune probleme speciale legate de aparatura de recoltare, perioadele şi frecvenţa prelevării probelor, urmărirea unor ecosisteme fragile în care impactul poluanţilor este deosebit de mare (lacuri, terenuri la mare altitudine, zonele de tundră).
Realizarea monitoringului poluanţilor se face după o prealabilă inventariere a surselor de poluare şi a cantităţilor de emisii şi imisii, după strângerea şi analizarea informaţiilor locale şi regionale privind regimul climatic şi hidrologic (pentru stabilirea căilor de dispersie şi a distanţelor potenţiale până unde aceşti poluanţi sunt sesizabili). Ca repere generale se iau următoarele valori de prezenţă normală a unor elemente poluante (Tabelul 23).
Tabelul 23 - Concentraţiile normale ale unor substanţe poluante (Spellerberg, '95)
Poluant Mediu Limite normaleCadmiu aer 0,1-10 ng m'3
Plumb apă marină sol aer
0,1-10 ng dm'3
15-500 mg kg'1
0,1-10/jgrn'SO? aer 1-200 ppb
Sulfaţi aer 1-25 fjgm'3
a benzpiren apă dulce 0,1-10 ng dm'3
CO aer 0,1-50 ppmEtenă aer 1-100 DDb
In ultimul timp se acordă o atenţie tot mai mare sistemelor de teledetecţie în supravegherea poluării şi a efectelor sale asupra factorilor biotici şi abiotici de mediu (inclusiv a stratosferei pentru poluanţii gazoşi).
6. STADIUL ACTUAL AL ACTIVITĂŢILOR DE MONITORING ECOLOGIC / INTEGRAT
In cele ce urmează vom trece în revistă situaţia organizării monitoringului ecologic / integrat la nivel planetar, regional şi a celui organizat în România.
c. •
6.1. Stadiul de organizare şi desfăşurare amonitoring ecologic / integrat la nivel global
Aşa cum s-a arătat în capitolul 2.1., la nivelul Terrei este '' constituit un sistem de control global care se desfăşoară pe baza unui program elaborat de UNEP. El are trei componente de bază: 1. Sistemul global de monitoring al mediului (GEMS), sistem recunoscut şi aplicat în 142 de ţări1;
: 2. Sistemul de monitoring de fond integrat al poluării mediului (IGBM); 3. Sistemul de informaţii INFOTERRA la care sunt cuplate 140 ţări1.
6.1.1. Sistemul de monitoring al mediului (GEMS)
A început să se constituie în 1972 şi s-a perfecţionat neîntrerupt, • el fiind în prezent bine organizat şi funcţionează în condiţii bune. El cuprinde 25 de reţele majore de monitoring global la care participă mai rrîuit de 30.000 de oameni.
<3EMS are în subordinea sa un Centru de cercetări pentru monitoring şi evaluare, un Centru de monitoring privind conservarea naturii. La acest sistem se stochează şi date preluate din programe sectoriale de supraveghere a mediului (spre exemplu, programul Oceane şi zone costiere, Programul de monitorizare şi evaluare a stării
1 Datele sunt la nivelul anului 1995.
mediului în Europa, Programul Biosferă-Geosferă, Programul hidrologic internaţional, Reţeaua de monitoring a poluării de fond a aerului, inventarul gheţarilor din lume, precum şi reţele de monitorizare a calităţii aerului urban, a celei de monitorizare a calităţii apei şi a celei de monitorizare a contaminării hranei).
Din 1985, UNEP a creat "Baza de date informative privind resursele globale (GRID)".
La nivelul fiecărei ţări se organizează o reţea de instituţii şi reţele ce sunt cuplate la cele existente pe plan internaţional, create sub egida GEMS.
Sistemul GEMS efectuează "măsurători repetate ale variabilelor sau indicatorilor de mediu înconjurător, a componentelor cu viaţă sau fără, ale mediului şi investigarea transferului de substanţă ori energii, de la o componentă a mediului la alta, în scopul evaluării, prognozării stării mediului" (SCOPE 3).
Cei trei factori de mediu importanţi ce sunt luaţi în studiu sunt apa, aerul şi solul. Cel de al patrulea, biota, este de unii inclus în cei anteriori, de alţii este privit separat. Noi apreciem că el trebuie studiat separat, deoarece factorii de mediu, deşi acţionează în interdepen-denţă, în mod obişnuit sunt subdivizaţi în biotici şi abiotici.
In cadrul GEMS o activitate deosebită o reprezintă elaborarea de recomandări, desfăşurarea unor activităţi de consultanţă şi stabilirea unor orientări generale.
6.1.2. Sistemul de monitoring de fond integrat al poluării mediului (IGBM).
Acest sistem s-a organizat în paralel cu GEMS, dar a fost adesea confundat cu acesta ca urmare a faptului că de cele mai multe ori deteriorarea mediului a fost considerată numai ca uri rezultat al poluării. IGBM evidenţiază atât poluarea transfrontieră, cât şi efectele ;
poluării la nivel local şi regional.In ultimul timp se face o distincţie între GEMS şi IGBM (pentru
detalii a se vedea capitolul 5.2.2.). Ca şi la GEMS şi la IGBM luarea deciziilor se face prin consens.
6.1.3. Alte sisteme de monitoring global
In cadrul cooperărilor internaţionale mai menţionăm:- programul internaţional Geosferă-Biosferă (IGBP);- sistemul global de observare şi urmărire a stratului de ozon (GOOS);- monitorizarea şi evaluarea pe termen lung a circulaţiei poluanţilor înaer (EMAP).
6.1.4. Sistemul de informaţii INFOTERRA
In actuala perioadă, în care informaţia joacă un rol fundamental, schimbul de date colectate şi transmise fiind esenţial, a fost realizat un sistem general de stocare a datelor şi utilizarea lor în scopul protecţiei mediului- INFOTERRA- sistem la care a aderat din 1990 şi România.
In prezent, s-au creat şi alte bănci de date specializate pentru diferite domenii. Cităm câteva din ele: A-Cart - cartarea speciilor protejate; ATKINS - sistemul de cartare al terenurilor; BAPMoN - reţeaua de bază a monitorizării poluării aerului; B-Cart - cartarea biotopilor;BIS - sisteme de informare asupra calităţii solurilor;CORINE - sistemul de coordonare a informaţiilor privind mediul
înconjurător;E-KAT - controlul emisiilor;ENREP - proiectele de cercetare a mediului înconjurător; GRID - resursele globale; HIDABA - banca de date hidrologice;IRPTC - registrul internaţional privind substanţele chimice poten-
ţial toxice;M-SIRET - cadastrul surselor de emisie; MUDAB - monitoringul fizico-chirnic şi biologic asupra lacurilor
alpine;POLLUTION - literatura de specialitate;SMOG - sistemul de date asupra smogului;WAF - sistemul de control al pădurilor;WAN - sistemul de control al apelor;
6.2. Forme de organizare şi desfăşuare amonitoringului ecologic la nivel regional
Acest sistem este utilizat pentru realizarea monitoringului ecologic / integrat în anumite zone periclitate sau de interes deosebit pentru un număr redus de ţări. El este organizat pe bază de înţelegeri bi- sau multilaterale, are un centru comun de stocare a informaţiilor, formele, tehnicile de prelevare, prelucrare şi transmitere a datelor fiind stabilite de comun acord, prin consens, de către ţările participante. Ele pot ţine seama sau nu de reglementările internaţionale sau pot stabili anumiţi parametri specifici.
Asemenea înţelegeri regionale sunt de exemplu:- monitoringul ecologic al Mării Baltice (între Rusia, Finlanda, Suedia,Danemarca, Germania, Polonia, Lituania, Letonia şi Estonia);- monitoringul ecologic al Mării Negre (între România, Bulgaria, Turcia,Gruzia, Armenia, Ucraina şi Moldova) - cu sediul şi banca de date laIstambul (în tabelul 24 sunt prezentaţi parametrii folosiţi pentrucontrolul poluării şi eutrofizării Mării Negre).- monitoringul ecologic al Mării Mediterane - la care participă toateţările riverane bazinului mediteranean;- Programul european de monitoring al mediului înconjurător (EMEP).- Experiment european privind transportul şi transformarea urmelor desubstanţe care afectează troposfera deasupra Europei (EUROTRAC).
6.3. Organizarea monitoringului ecologic/ integrat(Sistemul de monitoring integrat al mediului) în România (SMIR)
SMIR a început să se organizezeprin subsistemele sale aproape . imediat după demararea organizării lor la nivel internaţional. Din 1990 a fost stabilită o concepţie modernă de organizare care constă din:
- un sistem integrat pentru factorii de mediu;-un sistem global, pe diferite nivele de agregare, inclusiv prin conectarea la reţeaua internaţională.
Monitoringul ecologic / integrat se desfăşoară sub autoritatea Ministerului Apelor, Pădurilor şi Mediului înconjurător prin Agenţiile de Supraveghere şi Protecţia Mediului (ASPM) şi este coordonat de Institutul de Cercetări pentru Ingineria Mediului.
Tabelul 25 - Parametrii folosiţi pentru controlul poluării şi eutrofizării Mării Negre (Mihnea, 1992)
Fizici Chimici Biologici
PH In apă: Bacterii reducătoaretranspa- - salinitate Bacterii producătoare de amoniurenţa - oxigen dizolvat Bacterii proteoliticesuspensii - N-NO2 Bacterii reducătoare
Sistemul de Monitoring Integrat al Calităţii Mediului (SMIM) are la bază trei arii de investigaţie:
1. Aria de investigaţie în teren, care urmăreşte:- proiectarea şi ţinerea la zi a reţelelor aferente;- definirea frecvenţelor de supraveghere şi a parametrilor urmăriţi;- elaborarea de instrucţiuni, metodologii, standarde privitoare laprelevarea de probe şi măsurători de teren;
2. Aria de investigaţie în laborator în ale cărei atribuţii intră:- elaborarea şi implementarea metodelor standard de prelucrareşi analiză a probelor;- asigurarea calităţii datelor analitice;- asigurarea prelucrării preliminare a datelor analitice.Acestease realizează în trei categorii de laboratoare:
a) laboratoare de bază teritorială;
b) laboratoare de specialitate;c) laboratoare naţionale de referinţă.
3. Aria de management al informaţiilor (la care, în afara prelucrării finale şi interpretării datelor, se face şi schimbul internaţional de date).
Domeniile enumerate de noi mai sus mai sunt denumite şi arii sectoriale de investigaţie.
SMIR funcţionează în prezent pe următoarele subsisteme:- subsistemul naţional de supraveghere a calităţii apelor - cu subsistemele: - ape de suprafaţă curgătoare,
- lacuri,- ape maritime,- ape subterane,- ape uzate.
- subsistemul - reţeaua de fond şi cea de imisie pentru supraveghereacalităţii aerului;- subsistemul - reţeaua de ploi acide;- subsistemul - reţeaua de radioactivitate;- subsistemul privind calitatea solului;- subsistemul privind vegetaţia forestieră;- subsistemul privind starea sănătăţii umane.
In figurile 28 şi 29 este prezentat schematic sistemul de moni-toring integrat din România şi principalele rezultate prevăzute a se obţine:a) restructurarea actualei ierarhizări a secţiunilor de control a mediuluidin punct de vedere al zonelor şi impactelor, ţinându-se cont delegislaţia de mediu şi problemele specifice mişcării transfrontiere apoluării;b) fundamentarea unor indicatori şi parametri sintetici reprezentativimonitoringului integrat al factorilor de mediu, în scopul evidenţieriiinterdependenţelor dintre modificarea calităţii aerului şi cea a apelor,ca principali vectori de propagare a poluării;c) interfaţarea actualelor reţele şi subsisteme de supraveghere acalităţii apelor, aerului, precipitaţiilor şi solului într-un sistem integrat demonitoring a parametrilor fizico-chimici, biologici, bacteriologici şiradiochimici;d) elaborarea unui sistem de prezentare sinoptică a calităţii factorilorde mediu şi de urmărire a dinamicii acesteia;e) implementarea informaţiilor specifice supravegherii pe termen lung
a modificării ecosistemelor terestre şi acvatice în activitatea demonitoring integrat; ;
f) asigurarea condiţiilor de interconectare a SMIR la GEMS, cât şi la alte sisteme zonale şi internaţionale existente. Realizarea SMIR se face prin:a) reţele specifice destinate supravegherii emisiilor (aer, apereceptoare); ele sunt organizate în:
- structuri ia nivel de bazin hidrografic,- structuri la nivel de judeţ,- zone de tranzitare a poluanţilor atmosferei,- zone de supraveghere a impactului transfrontieră,- puncte de postevaluare impact antropogen.
b) controlul poluării la emisie se face asupra apelor uzate şi surselorde evacuare de poluanţi în atmosferă. Acest control urmăreşte:
- concentraţiile, parametrii şi frecvenţele de urmărire;- asigurarea condiţiilor de intervenţie în proceseletehnologice de fabricaţie şi în sistemele de epurare aapelor, respectiv de purificarea aerului pentru a aduceparametrii urmăriţi în limitele prestabilite;
c) evaluarea şi controlul eficienţei măsurilor de protecţie a mediului.Implementarea SMIR se realizează prin legi specifice, ordonanţeguvernamentale, ordine ale MAPMI şi dispoziţii emise de autorităţilelocale, în conformitate cu art. 64 din Legea protecţiei mediului nr.137/1995.
fn tabelul 25 sunt enumerate actualele legi, standarde şi ordonanţe care vizează protecţia mediului în România.
Trebuie semnalat faptul că întregul sistem de monitoring integrat al mediului în România este creat în ideea că protecţia mediului începe cu prevenirea poluării mediului.
In ţara noastră funcţionează 3 staţii de control de fond al biosferei (incluse în programul BAPMON), toate situate în zone montane şi care monitorizează numai factori climatici.
6.3.1. Subsistemul naţional GEMS-RO şi IGBM-RO pentru aer
De activitatea acestui subsistem răspunde Ministerul Apelor, Pădurilor şi Mediului înconjurător prin Institutul Naţional de Meteoro-logie şi Hidrologie (INMH). El a organizat în 50 de zone urbane şi industriale, alcătuind o reţea de măsurători a calităţii aerului, unde se analizează concentraţiile de CO2, NO2, NH,, H2S, pulberi sedimentabi-le şi radionuclizi. In zonele puternic industrializate se fac concomitent măsurători în localităţi şi pe platformele industriale învecinate.
Se mai fac măsurători privind calitatea precipitaţiilor în 100 de zone, urmărindu-se conductivitatea, pH-ul, alcalinitateâ şi aciditatea. Sistemul vizează evidenţierea poluării transfrontiere prin ploi acide (Fig. 30).
Măsurătorile de radioactivitate se efectuează de laboratoarele specializate de la Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie şi Institutul Naţional de Igienă şi Sănătate Publică. Datele se strâng în cadrul Reţelei Naţionale de Supraveghere a Radioactivităţii Mediului înconjurător care are 24 de staţii dispuse pe întreg teritoriul ţării (se fac măsurători p globale şi analize spectrofotometrice asupra aerosolilor şi pulberilor atmosferice).
In Anexa 4 sunt prezentate condiţiile tehnice pentru calitatea aerului în zonele protejate.
6.3.2. Subsistemul naţional GEMS-RO şi IGBM-RO pentru apă
De activitatea acestui subsistem răspunde Ministerul Apelor, Pădurilor şi Mediului înconjurător prin Institutul de Cercetări pentru ingineria Mediului şi Direcţiile de ape teritoriale. El este organizat pentru un flux de informaţii rapide (zilnice) în 65 de secţiuni de control şi în flux de informaţii lent'eţîn 275 secţiuni de control prin determinări lunare amplasate pe fluviul Dunărea, principalele râuri şi afluenţii lor cei mai semnificativi din punct de vedere al poluării).
Activitatea este organizată pe bazine hidrografice, fiecare fiind controlat de o Direcţie a apelor. Analizele fizice şi chimice se efec-tuează prin metode de teren şi laborator. In ultimul timp a început să se treacă la controlul unor parametri cu ajutorul staţiilor automate. Analizele biologice se fac sezonier. Determinarea poluării radioactive se efectuează într-un număr redus de staţii, în Marea Neagră (Fig.31) pe Dunăre şi pe unele râuri, în aval de localităţile unde se utilizează tehnici şi metode bazate pe izotopi radioactivi. Măsurătorile specifice se întreprind asupra apelor şi sedimentelor. Laboratoare specializate există la INMH şi la Institutul Român de Cercetări Marine (IRCM).
Tabelul 27- Legi, standarde şi ordonanţe privind protecţia mediului în România
1. Legea protec ţ iei mediului Legea nr 137/1995.
2. Privind factorul de mediu-aer - Ordinul Ministerului Sănătăţii 623/1973 - "Normele de igienă pentruprotecţie mediului înconjurător din zonele locuite";- STAS 9081-78 - "Poluarea atmosferei - terminologie"- STAS 10331-92 - "Puritatea aerului. Principii şi reguli generale desupraveghere a calităţii aerului"- STAS 12574-87 - "Aer din zonele protejate - condiţii de calitate".
3. Privind factorul de mediu - apa - Decretul 1059-67 - "Protecţie sanitară a surselor, construcţiilor şiinstalaţiilor centrale de alimentare cu apă potabilă şi a apelorminerale pentru cură"- STAS 450-76 - "Ape minerale - condiţii tehnice de calitate".- Decretul 414-79 - "Stabilirea valorilor limită admisibile aleprincipalelor substanţe poluante din apele uzate înainte deevacuarea acestora"- Normativul C 90-83 - "Condiţiile de descărcare a apelor uzate înreţelele de canalizare a centrelor populate"- STAS 12585-87 - "Condiţiile de calitate a apei în bazienle de înotşi în zonele naturale amenajate pentru înot"- STAS 4706-88 - "Ape de suprafaţă-categorii şi condiţii tehnice decalitate"- STAS 9450-88 - "Ape pentru irigarea culturilor agricole"- STAS 1341-80 - "Ape potabile - condiţii tehnice de calitate"- HG 100-90 - "Stabilirea de preţuri şi tarife pentru produsele şiserviciile de gospodărire a apei precum şi penalizări în cazulîncălcării prevederilor legale privind folosirea cantitativă a apelor şiprotecţia calitativă a apelor de suprafaţă şi subterane, ca factor demediu"- Ordinul MAPMI 715-91 - "Avizul de gospodărire a apelor".
4. Privind factorul de mediu - sol - MAA 1977- "Norme tehnice de protecţie a solului"- Legea 15-82 - "Protecţie plantelor cultivate, a pădurilor şi regimulpesticidelor"
5. Privind condi ţ iile umane - s ă n ă tatea - Ordinul MS 623-73 - "Normele de igienă pentru protecţia mediuluiînconjurător din zonele de locuit"
6. Privind substan ţ ele chimice toxice - Decretul 466-79 - "Regimul substanţelor toxice"- Ordinul MS 431-80 - "Lista substanţelor toxice şi a plantelor careproduc substanţe toxice"- Legea 15-82 -' "Protecţia plantelor cultivate, a pădurilor şi regimulpesticidelor"- Ordinul ministerelor. Agriculturii şi Alimentaţiei, Mediului, Sănătăţii,Resurselor şi Industriei 15-91 - "Producerea, comercializarea şiutilizarea pesticidelor pentru agricultură şi sivicultură"-1992 - "Lista pesticidelor şi a altor produse de uz sanitar avizate în România"
116
Fig.31 - Transectele şi staţiile de prelevare a probelor în monitoringul ecologic la litoralul românesc al Mării Negre (Mihnea, 1992)
In Anexa 5 sunt prezentate condiţiile tehnice de calitate pentru apele de suprafaţă, în Anexa 6 pentru apele folosite la irigaţii şi în Anexa 7 pentru apele folosite la înot.
6.3.3. Subsistemul naţional GEMS-RO şi IGBM-RO pentru sol
De activitatea acestui subsistem răspunde Ministerul Agriculturii şi Alimentaţiei prin Institutul de Cercetări pentru Pedologie şi Agrochimie care are câteva mii de staţii pe care le analizează pe rând, odată la 2-5 ani, în cadrul Oficiilor judeţene de pedologie şi agrochimie (Fig. 32). Analizele utilizate în monitoriiigul ecologic / integrat al solului sunt pH-ul, nutrienţi, sărurile solubile, Na, eroziunea, compoziţia scurgerilor de suprafaţă, excesul de umiditate, compactarea, conţinutul în nitriţi, metalele grele Pb, Cu, Cd şi Zn, fluorul, agenţii patogeni, gradul de acoperire a solului cu rezidii solide. Măsurătorile de radioactivitate se fac pe soluri necultivate şi pe probe prelevate din vegetaţia spontană. Datele se stochează în cadrul Reţelei Naţionale de Supraveghere a Radioactivităţii Mediului înconjurător.
Fig. 32 - Responsabilităţile şi fluxul informaţiilor în sistemul de monitoring al solului (Răuţă, 1994)
6.3.4. Subsistemul naţional GEMS-RO şi IGBM-RO pentruvegetaţia forestieră
De activitatea acestui subsistem răspunde Ministerul Apelor, Pădurilor şi Mediului înconjurător prin Institutul de Cercetări pentru Amenajări Silvice (ICAS) care are stabilite cea 2000 staţii în principa-lele masive forestiere, staţii în care măsurătorile se fac la nivel de Ocoale Silvice şi constau din efectuarea de măsurători dendrologice şi de productivitate primară. De asemenea, se efectuează măsurători de radioactivitate asupra vegetaţiei.
Acest subsistem este în stadiu incipient.
6.3.5. Subsistemul naţional GEMS-Ro pentru radioactivitate
Subsistemul este organizat în România din anul 1962 şi funcţionează ca o reţea de 44 laboratoare locale în cadrul Sistemului Naţional de Supraveghere a Radioactivităţii Mediului (Fig. 33 şi 34).
6.3.6. Subsistemul naţional pentru organismele vii
Acest subsistem nu a fost încă organizat şi nici nu se întrevede prea curând a fi pus în funcţiune. Până acum s-a realizat numai un studiu de fezabilitate în care s-a recomandat utilizarea cu prioritate a indicilor biocenotici.
6.3.7. Prelucrarea şi folosirea datelor de bază
Prin date de bază se înţeleg toate măsurătorile efectuate în diferitele subsisteme pe teren şi în laborator şi care sunt stocate într-o bancă de date unitară situată la ICIM.
Valorile ce se transmit băncii de date se aliniază ca denumire, prezentare şi unităţi de măsură standardelor naţionale şi internaţionale. Prelucrarea statistică a datelor se face pentru obţinerea mediilor zilnice, lunare şi anuale şi servesc la evidenţierea modificărilor ce au survenit sau care apar în timp şi stau la baza prognozelor. Banca de date a GEMS-RO şi IGBM-RO transmit informaţii băncilor de date internaţionale şi ţărilor învecinate.
BREWER, R., (1994) The Science of Ecology, 2-nd ed. Saunders;BURDIN, K.S., (1992) Osnov biologiceskogo monitoringa, Nauka,
Moskva;CORSON, W. N. (1990) The Global Ecofogy Handbook, Beacon
Press, Boston;CUNNINGHAM, W. P., (1994) Understanding our Environment, WCB
Publishers;GODEANU, S., (1996) Monitoring ecologic - note de curs. Univer-
sitatea "Ovidius" Constanţa;GOLDSMITH, F.B., (1995) Monitoring for Conservation and Ecology,
Chapman & Hali;HARRISON, R. M., (1994) Understanding our Environment: An
introduction to Environmental Chemistry and Pollution. Royal Soc. Chemistry, Cambridge;
LEU, I.N., (1992) Teledetecţia şi fotogrammetria, mijloace de infor-mare şi de fundamentare a deciziilor în domeniul protecţiei mediului. Metode şi tehnici de lucru ale teledetecţiei şi fotogram-metriei folosite pentru protecţia mediului. Mediul înconjurător, III, 4:7-12;
LEU, I.N., (1993) Tehnologii ale teledetecţiei pentru interpretarea parametrilor mediului. Mediul înconjurător, IV, 1: 71-73;
MARINESCU, D., (1996) Dreptul mediului înconjurător. Ed. Şansa, Bucureşti;
McELDOWNEY, S., HARDMAN, D. J., WAITE, S. (1993) Pollution: Ecology and Biotreatment Longman Sci. & Technical;
MIHNEA PIA ELENA (1992) Convenţional Methods Applied in Pollution Control of the România Coastal Waters of the Black Sea. Science of the Total Environment, Suppl, 1165-1178;
MUNN, K. L, (1978) Global Environmental Monitoring System.SCOPE 3, Toronto; NEGULESCU, M., VAICUM, L,
PATRU, O., IANCULESCU, S.,BONCIU, G, PATRU, C. (1995) Protecţia mediului înconjurător -manual general, Ed. Tehnică Bucureşti;
PERSON, J.L., (1990) Environmental Science, Le Bel Enterprise Inc.; PRIGOGINE, I., STENGERS, I., (1984) Noua alianţă. Metamorfoza
ştiinţei, Ed. Politică Bucureşti; RAMADE, F., (1991). Elements d'ecologie - ecologie foundamentale,
McGrow Hill; RAMADE, F., (1991) Elements d'ecologie - ecologie appliquee,
McGrow Hill; RĂUŢĂ, C, LĂCĂTUŞU, R., CÂRSTEA, S., (1992) Poluarea cu meta- '
le grele a solului din România. Mediul înconjurător, III, 4: 33-44; RÂUŢĂ, C, (1994) State of the art Review on Soil Conservation
Monitoring in România. Mediul înconjurător, V, 2, 45-50; ROJANSCHI, V., (1991) Posibilităţi de evaluare globală a impactului
poluării asupra calităţii ecosistemelor. Mediul înconjurător, II, 1-2: 45-52; ROJANSCHI, V. ,(1995) Evaluări de impact şi strategii de
protecţie amediului. Universitatea Ecologică Bucureşti; ROVINSKIJ, F.,
CERHANOV, I., (1982) Rekomendaţii po organizaţiinabliudenii na stanţiah kompleksnogo fonovogo monitoringa. InRovinski F.la ed "Problemî fonovogo monitoringa sostoianijprirodnoi sredî" Leningrad, Gidrometeoizdat: 98-103; SALANKI,
J., (1984) Biological Monitoring of the State of theEnvironment: Bioindicators, IRL Press; SALANKI, J., JEFFREY,
d., HUGES, G.M., (1994) BiologicalMonitoring of the Environment. A Manual of Methods. CABInternational; SANDU I., IVANOVICI VI., MOŢIU C. (1993)
Contribuţia unor sursemari de poluare de pe teritoriul României la transportul trans-frontieră al bioxidului de sulf. Mediul înconjurător, IV, 3: 29-37;
SOKOLOV, V. E., BAZILEVICI, M. S. (1983) Teoreticeskie osnovâ iopât ekologiceskogo monitoringa, Năuca, Moskva; ŞONOC, S.,
ALEXANDRESCU, M., DOVLETE, C, HALASZ, A.,ŞONOC, N. (1993) 30 years of Environmental RadioactivitySurveillance în România, Mediul înconjurător, IV, 4, 3-10;
SORAN, V., BORCEA, M., (1995) Omul şi Biosfera. Ed. Ştiinţifică şiEnciclopedică, Bucureşti; SPELLERBERG, I. E., (1995)
VARDUCA, A. (1991) Sistemul de monitoring integrat al mediului dinRomânia. Mediu! înconjurător, II, 3/4:45-47; VARDUCA, A.
(1991) Controlul substanţelor chimice potenţial toxice-obiectiv major în protecţia calităţii mediului. Mediul înconjurător,II, 1-2:59-64. ' .
*** (1979) - The use of Ecological Variables in EnvironmentalMonitoring, Uppsala
*** (1990-1995) Mediul înconjurător, Revista ICIM *** (1978) Baltic Sea Environment Proceeding, 27D - Guidlines for the
Baltic Monitoring Program for the Third Stage, Helsiki.
POSIBILITĂŢI DE EVALUARE GLOBALA A IMPACTULUI POLUĂRII ASUPRA CALITĂŢII ECOSISTEMELORVI. ROJANSCHIInstitutul de Cercetări şi Ingineria Mediului
GLOBAL ESTIMATION"METHODOLCX3 Y FOR THE ECOSYSTEM STATE
Abstract: In the view cfappreciating the influente ofcertain. htanan activiaes upon the environment. aswellas forpursuing the evolulion cfitspoltutionphmomena, ii isfelt the need ofusing a global estimation methodoiogy of thc environment "Health"oale al a given âmc.Within the proposed method an appeal is mode to thefollowng conventions:• the introduction cfa "benite" rangefrom 1 to 10 for ihe estimation of the quality state for each conâderedenvironmental factor (water, air soit, flora, popuialion ele);• the appUcationot'a geometric corretation methodfw eachenvironmentalfactor in vUw yfasynthctiiationinanunique indicator which characterizes the eimronment state;*thedefinitimcf'glob<UpoU\uionvaliieofiheecosysiems-(GJ'V.)astherelationbet^ state ofthe ecosystetn;• the propoşal cfa votate scale ofG.VJ1. which must correlale its monerical value and the environment state ţffectsupon the u'Yutgforms.The apptication ofthis methodology in many casa. shallpoint oui the extend al which the proposal con generttUzed and haw much it corresponds to the momentan/ necesity within the na ţional or regional policyfor environment prouetion.
Protecţia mediului înconjurător este una dintre cele mai Condifia de baz2 ce se cere unei asemenea rneiode estedezbătute probleme, datonti faptului câ poluarea a devenit, in aceea de a permite compararea ştirii mediului la un momentmomentul actual, un pericol major pentru via)a planetei. dat cu starea înregistrata într-un moment anterior sau cu starea
In ultima perioadă. In numeroase ţâri s-a legalizat posibilă Într-un viitor oarecare, în diferite condiţii de dezvoltare,obligativitatea realizării studiilor de imapet asupra mediului O astfel de metodă ar permite ţi o cartare la nivel regionalinconjurâtor pentru orice nouă activitate umană, in vederea sau macroregional din punct de vedere al stării de calitate aacceptării realizării sale ji a stabilirii posibilităţii de reducere a mediului. Ar fi posibilă, în acest sens, evidenţierea zonelorefectclornefavorabile pe care aceasta Ic peşte determina. distmx ecologic spre care trebuie îndreptat efortul colectivităţii
De altfel acceptarea implementării unei noi activităţi într- în vederea rrdmsării ecologice.o anumită zonă se face tot mai des pe baza principiului: o Pe această bază, în cadrul studiilor de imapet, s-ar puteaactivitate umană este economic sau social favorabilă dacă se fundamenta deciziile privind acceptarea sau nu a Introduceriidovedeşte acceptabilă din punct de vedere ecologic. unei noi aclivită|i umane, precum fi acţiunile necesare pentru
Se apreciază, desigur tntre anumite limite, de către rca^iceicaînu^acoUmgeneratasupnmeaiuIuitezonaanalccată.specialiştii care se preocupă de studierea evoluţiei calităţii Pe plan mondial s-au înregistrat diferite încercări de .factorilor de mediu ţi a relaţiei ora - mediu, că în această etapă evaluare a stării mediului sub forma unor indicatori sintetici,se creazS instrumentele ştiinţifice $t tehnice, (indicatori, limite, care se referă însă de cele mai multe ori Ia un singur factor denorme, legislaţie, ordonanţe ele.) pentru caracterizarea, mediu, de exemplu: cantitatea de poluanţi evacuată In apă saucompararea si stăpînirea fenomeiielor. Sînt numeroase aer exprimată prin indicele de che sau poluarea cu metalepropuneri, care sînt dezbătute si puţine întrunesc la această oră grele a solului exprimat prin echivalentul de sine .un consens. In cele ce urmează se prezinţi o încercare de elaborare a
Anfel.tn scopul aprecierii irapa;tului unor activitap umane unei metode de apreciere a stării de ttnitîtc sau de poluare aasupra mediului, cit si pentru urmărirea evoluţiei In timp a mediului si de exprimare cantitativi « acestei stan pe bazafenmenului de poluare a acestuia se simte nevoia utilizării unui indicator rezultat dintr-un raport Intre valoarea ideală fiunei metode de evaluare globală a stării de sănătate iau de valoarea la un moment dac a onor indicatori de calitatepoluare a mediului la un moment dat " consideraţi specifici pentru factorii de mediu analiza^.
Metoda ce se supune atenţiei presupune parcurgerea a mai bonitate se mai poale apela şi la al(i indici specifici: N (azot),multor etape de aprecieri sintetice bazate pe indicatori de P (fosfor), N/P (azot/fosfor) etc.calitate posibili sa" reflecte o stare .-cnerali a unuia din (actorii 'de mediu analiu|i fi apoi corelarea acestora printr-o metoda TabeU 2. Seva de tentat penau anii ■ ţnkmn dtţi |5)
In acest sens se propune încadrarea calitâjii la un moment NoUd. I C*egcmdeaaa~| Bbmad ' Sanntamirnii- dat a fiecărui factor de mediu într-o scara de bonitate, cu bonten I Hoplandoriean Inoxţen
acordarea unor note care s* exprime apropierea, respectiv ; zona lotci> depărtarea de starea ideali ! ,_• ~,
Scara de bonitate este exprimată prin note de lai Ia 10.10 —ra----------------MMa -----------------------------------s-p---------r—------j»j-----------
reprezentlnd starea naturali neafectati de activitatea uman». ' ÎKili IL^i ' ), i I aniar notai reprezinţi o iiuauw Ireversibili si deosebit de gravă \ ÎÎKS'ÎÎÎ. ' iJ t,de deteriorare a factorului de mediu analizat. 8 i*s«w-r«vei<: i-s ţ su
In general se consideri câ este posibili aprecierea mediului 7 0li*of-HwU 5-10 j 70dintr-o anumiţi tocii sila un moment dai prin: 6 Mes*of-Nfcel1 10-15 ; 70-50
• calitatea aerului. 5 kUnxra(-l*vel2 15-20 ' 50-30• calitatea apei. 4 6*ol-Nwl1 20-50 ' 30-20• calitatea solului, - 3 6*of-Ni™t2 50-100 . 10-20• starea de sănătate > popu!a(iei, 2 ! Poarei-f*vel1 100-ÎOO sUj10• deficitul de specii Jc plante si animale înregistrat. t ' Poftrof-Wvel2 peste 2C0 0
' Fiecare din acefti faeton se pot caracteriza prin c îjiva -----------------—---------------------------------------------------------indicatori de calitate rcpresenutivi pentru aprecierea gradului Pcaaa acordarea notelor de bonitâle factorului de mediu
de poluare fi pentru care «istă stabilite limite admisibile. In aer se apeleazi la mai multe elemente.funcţie de înscrierea In limitele normate se acorda nota de In cazul datsestudiazăinflucn|aadoiindkatoridecalitate:
bonitâle. concentrapa SO (ug/cm1) si depuneri de pulberi (în u.g/m]).In cele ce urmeazâv! va exemplifica modul de acordare a Diferitell concentraţii ale acestor indicatori au efecte
' notei de bonitate in căzui factorilor uc mediu enurosra|i. nefavorabile asupra omului, vegetaţiei, vizibilităţii şiAsifel, pentru aprecierea caii:iii apelor de suprafaţa se materialelor expuse, conform prezentării din tabelul 3. înfunepe
apelează Ia prevederile STAS 4706-88 (2), detaliate si nuanjate fc gravitatea acestor efecte' aerul evoluează din punct deconform tabelului 1. Notele d'. la 10 la l s-au acordai în. vedere calitativ de la aer neafectat pîna la aer irespirabil,
funepe de valorile a trei indicatori de calitate (substanţe acordîndu-se ui acest sens şi note de bonitate de la 10 la 1.organice, amoniu, oxigen dizolvat). în ceea ce priveşte încadrarea ştirii de sănătate a solului
intr-o scară de bonitate, acţmnea este deosebit de complexa şiTsi»U1.ScarS(i«boiitar«[imtrur;uii-pr«lii3r«dupjp| necesita încă corelări cu specialiştii pedologi a câror criterii de
' -----------1...................--------------;---------------1-------------------- încadiare se bazează atît pe elemente de fenilitate cît şi peNoii de Caiegorî Subslan|« ' Anwiu i Oxig«n elemente de sadsfacere a tuturor cerinţelor fiziologice pentrubonlar* de apa organice dootal dez\'oitarea plantelor.
CCCHln | într-o primă etapă sa reuşii stabilirea unor retopi intre[mg 0/j ■ (inoNH/i) ("vjOţ «ta de bonitate fi conjinutul de metale grele din sol (Cu. Zn,
—ŢS— /Ujpoiabla-------sETS—!-------o —concertata da *"•>• C° etc)- S/Sa" conplnutul de fluor, reziduri petroliere,h saturat» pesticide(iabelele4şi.5)
i I conawiaţBoe solului. Se amintesc în acest sens: relieful (pantă şi alunecări),, ' saturai* clima (temperatură şi precipitaţii medii anuale), hidrologia
9 Calegonalp) . 5-10 0.5-1 Pes.oS (adincunea apei freatice ;i inundajii), textura, porozitaiea,7 Categonall 10-15 1-3 I M gteizarea,pseudogleizarea,desaKmzarea,solonetizarea,reacp'a,6 Categoria IU») : 15-20 3-5 4.5-5 conţinutul în humus, conţinutul în carbonaţi şi volumul edafic5 Cal»90rialll(b) 20-25 5-10 «5 utiLi Degradat nivel 11 25-50 10-20 si) 3.5 Desigur, ttu în ultimul rînd. trebuie evaluată şi ponderea *3 Degradai nivel 2| 50-103 20-50 sU>3 fiecăruia din factorii amintiţi.
♦ 2 Apâuzatânivel 1 100-500 50-100 shl O problemă deosebită o constituie aprecierea stării de '1 Api uzaţi nml 2 paste 500 : peste 100 sub I sănătate a popula|iei. Din ce în ce mai multe publicaţii din
-----'-------■--------"—------------------------'--------------------- domeniu scot in evidenţă relaţia directă dintre starea de sănătateDesigur câ pot fi luaţi în considerare şi alţi indicatori pe 'P°P^f^j ?,$larea mediului. Impactul om ■ mediu se ma:
scări similar întocmite De remarcat gama largă a tuturor mfestă în dublu sens. Dacă este evidentă influen|a activităţicategoriilor de ape avute în vedere de la apa potabilă (cu ' n™?™ »™P,ra. mediului, tot atît de evidentă este şi influenta
t valori ale substanţei organice sub 24 mg OJ1, amoniu si stăni mediului asupra sânMpi umane. Se prezintă din ce în ceoxigenul dizolvat la concentraua de saturaM Ia apa uzată """L11"; S statisticile OMS spnjinâ acesE afîrrnapi de muofie(substanţe organice peste 500 mgOJl, peste 100 mg/l amoniu « sănăl^ii ca o consecinţa a calităpi mediului ambiant in careji oxigen dizolvat subl mg/1). . trăieaeopopulatie(fig. 1)
U acordarea notei de bonitate pentru lacuri de acumulare *«•»» .* consută atît in societăţile dezvoltate - cu ose apelează, în cadrul analizei efectuate la doi indicatori de proporţie mai mare a bolilor netransmisibilc (boli degenerauvecalitate specifici: biomasa fotopUnctonică în zona foUcă în Şi cronice neinfectioase) cît şi in (ările subdezvoltate.'mg/l şi saturatia minimi de oxigen tn % (tabelul 2). în cadrul SaK». « sănătate a populafiei se poate exprima pnnacordării notelor de bonitate se caută o echivalentă cu stadiile numeroşi indicatori sintetici: natalitate, mortalitate, mortalitate'de evoluţie trofici a lacurilor unanim recunoscute (oligotrof, infantila, sporul de populare etc. In materialul de fa|â s-ad
' mezotrof, eutrof si pou'troQ. Desigur ci la acordarea notei de adoptat dci indicatori:
Tabelul 4. Indo de poluare runcţie de corţinutul in melale greto din sd (mo/kg)
Notadebontoe I C u | Zn ! P6 Co ___________ Ni_____________Mn_______, Ce* ____________ Cd Io j în sr J- 100 b . {o <n îî in 5o o - 900 ' in 5o o - 1920 • 40 100 • 150] 20 - 40 15 ■ 20 2 0 - 3 0 900 - 1100 , 30 - 50 1 - 2840 - 70i 160 - 200 40 - 70 20 • 25 3 0 - 4 0 1100 - 1300 ; 50 • 70 2 - 2 , 5
Tabuul 5. Nala da boraldetur̂ i«d« continuu de floa, reziduuri petroliere ţi şi poate fi un pentagon regulat cînd SC au In vedere cincipoaickieonjanocloniraîedinsol factori de mediu (fig. 2,3,4).------r-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Starea ideală este reprezentată grafic printr-o forma
Ndâde ' Fluor Ruxtupalidiar Pesfcide oroanodorurale geometrică regulata cu razele egale între ele şi avînd valoareabentan ' (mo*ol (%*isul (natal a 10 umiâ|i de bonitate.~\0 '' too --------TTT^-----------------IHffi-------------- ?*™ unirea P"n«cl°r rezutetc dim amplasarea valorilor
9 i 50-100 sniji . 001-005 exprimînd starea reali se obţine o figura geometrica neregulata,8 1»£ olt SSJS cuosup^maimW.înscnsâlnngorageomemcâreguba7 I 150-200 0*0,5 0.07-0,1 Indicele st ării de poluare globala a unui ecosistem - 1 -6 ] 200-300 0.5-0,7 j 0.1-0,3 rezultă din raportul între suprafaţa reprczentînd starea ideală;5 ! 300-400 0.7-0,9 : 0.3-0,5 s, - şi suprafaţa reprezentind starea reală - S-.4 I 400-500 : 0,9-1,0 : 0.5-1.0 s .3 l 500-750 ; 1.W.0 I 1.O-5.0 Iro= -ş1-2 i 750-1000 3.0-5.0 S.O'0.0 ° r
1 !000 j 5.0 I 10,0 Cînd nu există modificări ale cali ii | ii factorilor de mediu.-----------------------■-----------------"-----------------" deci cînd nu există pMuarc, acest indice este egal c u i . Grafic,figura geometrică liustrînd starea rcaJa a mediului se suprapune
• riscul de mortalitate la adulii (15-60 ani), exprimat !a %; P= figura i lusuînd starea ideală,• speran(a deviat peste 60 de ani, exprimat in %. Cînd există modif icăr i in ca l i ta t ea fac tor i lor de mediu.
Pe baza datelor preluate din statist icile OMS. se propune o indicele I, ,, va căpăta valori supraunitare din ce în ce mai manre laţ i e înt re nota de bonita te pr ivind s tarea de sănăta te a pe măsura reduceri i s uprafc |c i t r iungh iu lu i, păt ra tului s aupopulaţiei fi cei doi indicatori (tabel 6). pentagonului real.
Tabelul 6. Sta/ea de sănătate a popula(«
NaâprivW . Risc de mortalial» I Ţii Speran(j de viaţa ( Ţin Notasinatalaa : laadoli (15-60* pense 60 an (%) :popula ţiai ini)(%) _________________________ I _______ . ______________________
ÎS i 10 ! Japonia ' o « lt95 SUA : ~~~,9 I 10-13 Suedia | 9o5s I fii Tofd KjetlstrSm-'8 ________13-15 i - _______ | 70-90 i____________itovoUal » Linda Rosensiodi7 15-20 ■ Chite j 60-70 " Jin din America. j "The rds ol envirunmeotal6 20-25 i - < 50-60 Europaţiuna ' and occupaiiona! hazards
_____________j________________________Mediteraneană in the aduft haalth transh'on*5 I 25-30 | Ej(X i 3O35 i f îrîmajrsde World healh staisncs4 • 30-35 - 1 20-30 I___________ttevolaje , vd.43mo.3S03 j 25-40 • Î Î 20 | TindnAsia2 I 40-50 India |_____ 10-15 _______ J____________deaid-est 1 _________ | p « a « 50 ; __________ ; tub 10 "; ______________Alrica . ________________________
Riscul de mortalitate Ia adulţi variază de la 10-13 % pentru In vederea analizării tuturor situaţiilor şi intocmirii uneiţările dezvoltate (Japonia. Suedia - nota 10) la peste 50% în scări a indicelui de poluare globală s-au calculat valorile acestuicazul Indiei - nota 1. Celălalt indicator, speranţa de viaţă peste indice pentru cazurile posibile - fig. 5 (pentru trei factori de60 de ani limite care variază înue 90-95% pentru ţări dezvoltate mediu si fig. 6 (pentru patru faeton de mediu).(SUA)-nota 10, şi sub 10% pentru numeroase ţări din Africa- Se constată posibilitatea unei scări de la 1 la 6 pentrunota 1. indicele poluării globale a mediului, după cum urmează:
Notele de bonitate obţinute pentru fiecare factor de mediu i - 1 - mediu namral neafectal de activitatea umană,în zona analizată serveşte la realizarea grafică a unei diagrame. I<i<2 - mediu supus efectului activităţii umane în limiteca o metodă de simulare a efectului sinergie. Figura geometrică admisibile.este un triunghi echilateral cînd se analizează trei factori de 2<i<3 - mediu supus efectului activităţii umane, provocindmediu, un pătrat cînd avem dai£ pentru patru factori de mediu stare de disconfort formelor de viaţa.
3<i<4 - mediu afectat de activitatea umana, producind primul rtnd de experienţa şi exigenţa analizatorului, precum ţitulburări formelor de via(ă. de posibilitatea aprecierii limitelor pentru tofi indicatorii ce
4<i<6 • Mediu grav afectat de activitatea umană, periculos caracterizează' mediul la un moment dat ţi a ponderii acesteiaformelor de viaţă, tn determinarea stării generale de calitate a mediului.
i peste 6 - Mediu degradat, impropriu formelor de viaţiAvantajele metodei constau In faptul ci • • •
4 oferă o imagine globali a stării de sănătate a mediului, a
calităţii acestuia, la un moment dat; Materialul de fa|2 reprezintă o încercare in stabilirea• permite compararea Intre ele a unor zone diferite cu condiţia elementelor acestui limbaj comun privind mediul si calitatea
ca acestea si poată fi analizate pe baza aceloraşi indicatori: lui plecînd de la principiul că este necesarii o apreciere globali• permite compararea Intre ele a unor diferite cu condiţia ca a efcctelorpoluării asupra ecosistemelor dar acţionarea trebuie
acestta si poată fi analizate pe baza aceloraşi indicatori; făcută de fiecare pe plan local.• permite compararea stării unei zone în difenţe momente in Odată acceptată şi aplicată In mod curent, metoda este
timp, oferind posibilitatea urmăririi evoluţiei arii a calităţii perfectibilă pe măsura acumulării de experienţă, dezavantajelediferiţilor factori de mediu cit si a calităţii globale a mediului menţionate redueîndu-se considerabil.în zona respectivă. In lucrare se stabilesc condiţiile, căile, metodele, limiteleDezavantajul metodei constă în nota de subiectivitate unei dezvoltări alternative ecologice a actualei generaţii şi a
generată de încadrarea pe scară de bonitate şi care depinde în celor ce ne urmează.
4. • • • (1987)WHO - Airqualiry guidelines for Europe. Copenhagen. 4. • • ■ (1982)îndrumător metologic privind prognoza evoluţiei calităţii apei din lacuri de acumulare - ICPGA Bucureşti 6.* ••(1990)WHO - World health staustics quaneriy - vo!43, no. 3
ANEXA 2
DESCRIEREA SUCCINTA A UNOR PARAMETRI ECOLOGICI PROPUŞI A FI UTILIZAŢI IN MONITORINGUL BIOLOGIC
Ţinând seama de specificul fiecărui mediu de viaţă, în cele ce urmează se face o prezentare succintă a metodelor ce pot fi utilizate în evidenţierea din punct de vedere ecologic, a parametrilor biologici utilizabili în monitoringul ecologic/ integrat. Alegerea şi prezentarea lor s-a făcut pe baza discuţiilor purtate cu specialişti din variate domenii ale ecologiei şi reprezentând prima încercare de acest fel realizate în ţara noastră.
Metodele prezentate sunt cele mai des utilizate, ele fiind general acceptate, prin consens, de majoritatea specialiştilor români.La precizarea metodelor prezentate mai jos am primit sprijinul D-lor Nicolae Nicolescu, dr. loan Cărăuş, dr. Gabriela Ivancea, dr. Ionică Peptea Doina, dr. Constantin Arion, dr.
Mihaela Paucă Comănescu, dr. Liliana Oromulu, Popa Radu, cărora le mulţumesc şi pe această cale.
1. Parametrii ecologici utiliza ţ i î n mediul acvatic 1.1. Pentru producătorii primari
1.3. Pentru degradatori1.3.1. Număr total germeni psihrofili şi mezofili1.3.2. Număr total bacterii heterotrofe aerobe şi anaerobe
1.3.3. Număr total de germeni coliformi 1.4. Monitoringul populaţiilor de peşti2. Paramertrii ecologici utiliza ţ i î n mediul terestru 2.1. Pentru producătorii primari
2.2. Pentru consumatori2.2.1. Densitatea2.2.2. Abundenţa relativă2.2.3. Dominanţa2.2.4. Diversitatea2.2.5. Echitabilitatea2.2.6. Indici sintetici pentru biomasa solului
A. raportul C, / C2
B. raportul acarieni / colemboleC. raportul enchitreide / nematode
2.3. Pentru degradatori2.3.1. Respiraţia globală2.3.2. Activitatea enzimatică
2.3.2.1. Activitatea dehidrogenazică2.3.2.2. Activitatea catalazică2.3.2.3. Activitatea fosfatazică2.3.2.4. Indicatorul enzimatic global
3. Parametri ecologici utiliza ţ i î n mediul subteran
In cele ce urmează vom trece în revistă aceşti parametrii, evidenţiind la fiecare necesitatea utilizării şi metoda de lucru preconizată.
1. Parametrii care se urmăresc în mediul acvatic
1.1. Producătorii primari 1.1.1. Biomasa
Este un indicator important, el semnalând cantitatea de producători existenţi în masa apei. Biomasa se poate determina pe baza unui procedeu unic, relativ accesibil, care implică însă o experienţă profesională deosebită, iar ca dotare un microscop de laborator, un micrometru obiectiv, un calculator relativ simplu.
Prelevarea probelor se face din staţii şi de la orizonturi caracteristice şi cu o frecvenţă capabilă să asigure reprezentativitatea imaginii obţinute asupra distribuţiei în spaţiu şi timp a planctonului vegetal. Pentru prelevare se folosesc
butelii sau batometre adecvate.Fixarea probelor se face imediat după colectare, pe teren, folosind:
- fie o soluţie de formaldehidă (formol) de 37-40%, si anume, 25-50 ml într-un litrude apă prelevată,- fie fixatorul lui Utermohl - care asigură în primul rând sedimentarea integrală afitoplanctonului (inclusiv a cianoficeelor care, în cazul fixării cu formol, îşipăstrează flotabilitatea); în al doilea rând, acest fixator are avantajul că nualterează decât în mică măsură structura fină a unor alge. Compoziţia sa este:
Apă distilată.....................................................-................ 100 mllodură de potasiu ................................................................ 50 9Acid acetic glacial................'............................................... 25 mlIod metalic crist...................................................................... 25 9
După aducerea probelor la laborator, acestea se lasă timp de 10-12 zile la sedimentare într-un loc liniştit, ferit de vibraţii, zgomote puternice, insolaţie directă sau variaţii termice mari. Ulterior probele se sifonează, realizându-se în acest fel o reducere a volumului total de la cel iniţial (de ex. 1000 ml) la un volum de 50-75 ml. Din această probă concentrată, după omogenizarea sa, se ia o subprobă (de regulă 0,04 ml) care se depune cu pipeta pe lama microscopului sau pe o lamă şi se acoperă cu o lamelă de 20x20mm sau 22x22mm; în preparatul astfel obţinut se numără toate algele cuprinse într-un anumit număr de câmpuri microscopice (cu lungime şi lăţime cunoscute).
Pentru a spori precizia determinării, operaţia se poate repeta pentru aceeaşi probă, făcându-se ulterior media valorilor individuale obţinute în cele două probe numărate.
In laboratoarele bine dotate, determinarea numerică a fitoplanctonului se face în mod curent cu un microscop special (microscop inversat / invertoscop) la care numărarea se face privind de jos în sus fundul unui vas special de sedimentare, din sticlă optică, care poate fi şi caroiat, etc.
Rezultatele observaţiilor microscopice se trec pe o fişă specială de analiză, pe care se menţionează toate datele necesare pentru calcul (volum iniţial, volum exact după concentrare, nr. de câmpuri numărate) si pentru identificarea probei (locul colectării, bazin, staţie, orizont, data colectării, cod probă). In afară de numărul de exemplare (eventual de colonii) din fiecare specie, este necesară şi notarea dimensiunilor medii specifice ale celulelor/ coloniilor, date indispensabile pentru calculul volumului celular mediu, specific fiecărei alge.
Pentru determinarea densităţii numerice a fitoplanctonului se ia în calcul numărul de exemplare (pe specii) întâlnite în V câmpuri microscopice care au fost examinate, ţinând seama şi de cât reprezintă aceste câmpuri vizuale din ocularul microscopului faţă de totalul suprafeţei lamei, respectiv din 0,04 ml proba concentrată, etc. In final se exprimă densitatea numerică a planctonului algal, ca exemplare alge / mm.
Ulterior, luând în considerare aceste valori, cât şi volumul celular mediu pentru fiecare specie, se determină prin însumare volumul celular total al fitoplanctonului - exprimat în mm3/l. Plecând de la aserţiunea că densitatea citoplasmei algale este practic egală cu 1, se poate transforma direct valoarea
volumului celular total în biomasă fitoplanctonică, respectiv mg/l şi apoi se poate calcula energetic în cal/l.
Menţionăm ca date de referinţă, pentru comparare, că în apele piscicole din zonele colinare şi de şes în perioada de vară biomasa fitoplanctonului este de ordinul a 10-30 mg/l sau mai mult; în perioadele de "înflorire" a apei poate atinge şi 75-100 mg/l şi mai mult.
1.1.2. Fotosinteza şi respiraţia
Aceşti parametri evidenţiază intensitatea principalelor procese metabolice care se desfăşoară la nivelul producătorilor primari. Pentru apele relativ bogate în fitoplancton, este utilizată în mod frecvent metoda mai veche, cunoscută sub denumirea de metoda Gardner & Gran, metoda Winkler sau metoda sticlelor albe şi negre. Metoda este prezentată şi în manualul special editat de Programul Biologic Internaţional (Vollenweider 1971 - IBP Handbook no.12). .
In esenţă, metoda constă în determinarea variaţiei concentraţiei de oxigen în incinte închise - transparente sau opace, în care au loc fotosinteza şi respiraţia, respectiv numai respiraţia algelor planctonice - într-un anumit interval de timp. Plecând de la formula chimică simplificată a fotosintezei, se poate determina- prin calcul- cantitatea de carbon asimilată prin fotosinteza, sau cantitatea de glucoza produsă sau, de asemenea, cantitatea de energie solară stocată în biomasă sub formă de energie chimică etc.
Pentru determinări se folosesc flacoane de sticlă incoloră (de minimum 250 ml) din material de bună calitate; pentru flacoanele opace se vor folosi sticle de aceeaşi capacitate de culoare brună care pot fi acoperite cu vopsea neagră hidrorezistentă şi acoperite cu câte un săculeţ dens din pânză neagră.
Sticlele se suspendă în apă la anumite adâncimi: la suprafaţă (20 cm), la 1 m, 2 m, 5 m, în funcţie de gradul de transparenţă a apei, de adâncime, etc, fiind umplute cu apă prelevată de la orizontul respectiv. Pentru fiecare determinare se folosesc câte 4 flacoane (2 transparente şi 2 opace); în prealabil se determină concentraţia iniţială a oxigenului dizolvat din apă, la fiecare orizont. După scurge-rea intervalului de timp stabilit (de obicei 6 sau 24 ore), flacoanele se ridică la suprafaţă şi se procedează la fixarea imediată a probei cu reactivii speciali "A" şi "B" folosiţi de metoda Winkler de determinare a oxigenului solvit în apă. In continuare, la laborator, se aplică procedura obişnuită, standardizată, de determinare a oxigenului solvit în apă. In prezent, în mod curent determinările de oxigen dizolvat se fac cu oximetre electronice.
In principiu, ar trebui ca în flacoanele transparente, ca urmare a fotosintezei, (ce depăşeşte de regulă respiraţia), să apară un plus de oxigen în raport cu concentraţia iniţială, iar în flacoanele opace, în care nu a avut loc decât respiraţia comunităţii planctonice, să înregistrăm o valoare a oxigenului solvit inferioară celei determinate la început.
Se folosesc următorii parametri: Producţia totală (Pb) Producţia netă (PJ
Respiraţia (R)Pentru determinarea lor, se iau în calcul valorile oxigenului solvit în apă -în momentul iniţial (Oc), cele determinate în flacoanele opace (Od) şi cele determinate în flacoanele transparente (O,). Deci:
R (mg CV24 h)= Oc - Od Pn (mg cyi/24 h)= O, - Oc P, (mg Oj/l/24 h)= Pn + R
Aceste valori pot fi transformate şi în alte unităţi de măsură; conform datelor din literatură, ştiindu-se că:
1 mg O2 corespunde la 3,51 calorii sau 1 mg O2 corespunde la 0,375 mg C asimilat.
Ca precizare la partea tehnică a procedeului, amintim că se recomandă ca sticlele să fie amplasate în staţia de măsurare în poziţie orizontală şi pe cât posibil, ferite de umbrirea produsă de plutitor sau ponton, etc; de asemenea dacă se urmăreşte o precizie şi mai mare a rezultatelor, se pot folosi 3 perechi de flacoane pentru fiecare orizont, în loc de 2.
In fine, în cazul unor ape eutrofe cu un plancton deosebit de bogat se poate reduce intervalul de expunere a flacoanelor, care poate coincide cu perioada de lumină a zilei (de ia răsăritul la apusul soarelui) sau se poate limita numai la o parte a sa (de exemplu între orele 6-12 a.m.).
1.1.3. Clorofila a
Reprezintă un indicator utilizat destul de frecvent în cercetările ecologice asupra diferitelor bazine, el fiind legat direct de activitatea fotosintetizatoare a planctonului vegetal.
In esenţă, procedeul constă în separarea fitoplanctonului dintr-un anumit volum de apă, extracţia pigmenţilor clorofilieni într-un solvent adecvat şi apoi determinarea la spectrofotometru de precizie, la câteva lungimi de undă, a extincţiei- respectiv calculul clorofilei a (şi a altor pigmenţi). Metoda este de altfel standardizată în cadrul ISO.
In cele ce urmează, descriem o procedură practică, utilizată în cadrul Laboratorului de acvacultura şi ecologie acvatică de la Piatra Neamţ în perioada 1986-1990 şi care se bazează în esenţă pe recomandările din manualele IBP, cât şi pe experienţa altor cercetători.
Pentru determinarea clorofilei este necesară o cantitate mai mare de apă; în cazul apelor puternic eutrofizate, cum sunt apele piscicole din zonele colinare şi de şes, este suficient (în perioada caldă a anului) un volum al probei de 500 ml; în cazul apelor mai sărace în fitoplancton- precum lacurile de acumulare din zonele montane, sunt necesare în mod obişnuit probe mai voluminoase, de 3-5 I în perioada caldă a anului, şi chiar 10-15 1 în perioada rece.
Proba constă în apă nefiltrată, colectată de la adâncimile şi din staţiile stabilite în funcţie de scopul cercetării şi posibilităţile de lucru. Probele nu se
fixează; ele se transportă în stare "vie", urgent, la laborator, şi trebuie să intre în lucru cel târziu la 18-24 h de la colectare. Până atunci se recomandă a se păstra la un loc răcoros şi ferit de insolaţie directă, dar nu la întuneric.
In laborator se procedează la o primă concentrare a probei, pentru aceasta se poate folosi cu succes o centrifugă de capacitate medie; pentru fiecare set (4x90 ml) de probe- 40 minute- la 2500 r.p.m. După separare, supernatantul se îndepărtează, iar proba concentrată este filtrată la vid parţial (robinet + trompă de vid metalică tip ITM + vas Kitasato + montură metalică Seitz <ţ>=35 mm). Pentru reţinerea integrală a fitoplanctonului se foloseşte un filtru de membrană cu dimensiunea porului de 0,3-0,4 um. Se pot utiliza, de asemenea, filtre produse de firmele Mifipore sau Synpor.
După terminarea operaţiei, filtrele se introduc într-un exicator de laborator pentru câteva ore, după care se pot păstra, în ambalaj etanş, la congelator (-20°--24°C), până la efectuarea analizei.
Pentru aceasta, filtrele uscate se introduc în eprubete de 12-15 cm lungime, numerotate, urmând apoi operaţiunea de extracţie a pigmenţilor. Se pot folosi acetonă, metanol sau etanol (rezultate optime fiind obţinute cu ultimii 2 solvenţi). Se adaugă în eprubetă, peste filtrul cu alge, un volum măsurat de solvent, pentru a se acoperi în întregime filtrul. Eprubetele se încălzesc în baie de apă până aproape de fierberea solventului, timp de max. 30 minute, la o iluminare cât mai slabă a zonei de lucru. Suspensia se decantează iar supernatantul, respectiv soluţia alcoolică de clorofilă se întroduce în cuva spectrofotometrului, după ce în prealabil se completează cu solventul folosit până la volumul iniţial (dacă acesta s-a diminuat în timpul încălzirii). Se folosesc cuve de 1 cmc; în una din cuve se introduce martorul (solventul), iar în cea de-a doua cuvă a aparatului - proba, respectiv soluţia de clorofilă.. Citirile se fac la următoarele iungimi de undă: 630, 645, 663, 665, 750 nm (în funcţie de gradul de detaliere urmărit). După citire, proba se reintroduce în eprubetă, iar cuva se clăteşte cu solventul respectiv. In continuare, se procedează la acidifierea probelor cu câte 0,1 cmc acid clorhidric 0,2 M - la 10 ml solvent alcoolic), se omogenizează şi se fac din nou citirile extincţiei la aceleaşi lungimi de undă; pe această cale se vor putea determina şi feofitinele.
Pentru calcule se foloseşte formula adecvată în funcţie de gradul deexactitate urmărit pentru determinările respective, deoarece există o multitudinede variante de calcul. .
Dintre acestea, amintim o formulă de calcul simplificat recomandată de Vollenweider pentru cazul în care extracţia se face cu metanol şi se foloseşte la spectrofotometru cuva de 1 cmc;
Clorofila A (micrograme/ml solvent)= 13,9 x Dms în care D^ este densitatea optică a soluţiei, măsurată la lungimea de undă de 665 nm.
In continuare, valorile obţinute se raportează la volumul iniţial al probei care a fost filtrată iar în final, valorile se vor raporta la 1 litru apă (ug clorofilă A).
1.1.4. Testul "Algal Growth Potenţial" (AGP)
Această categorie de teste urmăreşte ca, în condiţii de laborator, să determine potenţialul de creştere a algelor (AGP= Algal Growth Potenţial) specific unei ape, pentru a stabili care nutrient este limitativ pentru bazinul în cauză în perioada respectivă.
In cele de mai jos ne vom referi la varianta de lucru adoptată de laboratoare de cercetări din nordul Europei (metoda Claesson şi Forsberg).
Pentru aceasta se foloseşte o cultură axenică (pură) de Selenastrum capricornutum (algă verde), crescută pe mediul Z-8 cu următoarea compoziţie:
NaNo3 ..............................................................................467 mg/lCa(No3)2 x 4H2O ................................................................59 mg/lK2HPO4........................................................................................................................................31 mg/lMgSO< x 7H2O....................................................................25 mg/lNa2CO3 ..............................................................................21 mg/lSol. microelemente'.........................................................0,08 ml.lFe+EDTA"...........................................................................10 ml/l
"Soluţia de microelemente Gaffron: la 100 ml cuprinde; 310 mg H3PO3; 223 mg MgSO„ x 4HjO; 11.9 mg KBr, 8,3 mg Kl; 28,6 mg ZnSO4 x 7H2O; 15,4 mg Cd(NO3);, x 4H,O; 14.6 mg CotNO,);, x 5^0; 12,5 mg CuSO4 x 5H2O; 19,8 mg NiSO^NH^SO, x 6^0; 3,7 mg Cr(NQ,.\j x 7H.O; 3,5 mg V2O4(SO4), X 16 H2O; 47,4 mg AI2(SO4)3K2SO4 X 24 H2O.
"Soluţia Fe+EDTA: 5 ml sol.0,1 N de clorură ferică x 6H2O în 0,1 N HCI şi S ml sol 0,1 N de Na,-EDTA, la care se adaugă apă până la un volum de 500 ml.
Testul începe cu realizarea Unei culturi - stoc în mediul nutrotiv Z-8, la concentraţia de numai 20%.
Algele, prelevate din cultura respectivă în faza sa de creştere logaritmică sunt trecute într-o fază "de flămânzire" pe un mediu lipsit complet de fosfor şi cu disponibilităţi foarte reduse de azot, asemănător cu apa unui lac oligotrof (reţeta este în lucrarea lui W. Rodhe - din 1948 - "Environments of fresh-water plankton algae'V Symb.Bot.Uppsala.).
Ulterior cultura se trece într-o soluţie de spălare conţinând:MgCI2 x 6H2O ....................'........................................... 41,20 mgMgSO4 x 7 H2O............................................................... 23,81 mgCaCI2x2H2O................................................................... 11,32 mgNaHCOj ........................:..............................................1500 mgH2O...................................................................................... 1 litru
Prin diluarea suspensiei celulare algale de 100 ori în soluţia de spălare, se realizează ultima fază a pregătirii inoculului, care se va introduce în apa de testat în asemenea cantitate, încât să se realizeze o concentraţie în apa de testat de 106
celule/litru (= concentraţia de plecare, iniţială).Prepararea apei de testare: proba cu apă de lac ce interesează, şi care până în momentul analizei a fost congelată, se dezgheaţă rapid, se filtrează printr-un filtru din fibre de sticlă Whatman GF/C de 0,45 microni şi apoi se introduce în sticle speciale de polietilenă, la congelator; din aceeaşi probă se vpr umple mai multe flacoane, în funcţie de numărul variantelor de fertilizare ce se planifică. Pentru fertilizarea diferenţiată, se vor folosi soluţii apoase, cu concentraţie
cunoscută, de NaNo3 şi de K2HPO4, ce se vor injecta în vasele de cultură cu o seringă automată de precizie.
Condi ţ iile tipizate de cultivare se caracterizează prin:- Iluminarea culturilor se face în toate părţile, în termostate speciale;- Intensitatea luminii: 4300 lucşi;- Lumină: albă, fluorescentă; regim continuu de iluminare;- Temperatura mediului nutritiv: 20 ± 1°C;- Agitarea: odată pe zi.M ă sur ă torile de cre ş tere Se bazează pe determinarea numărului de celule, a volumului total al
celulei, valoarea medie, distribuţia pe clase de mărimi, toate acestea prelucrate statistic.
In final, se obţine o curbă de creştere ce caracterizează comparativ evoluţia - în raport cu condiţiile trofice - culturilor făcute pe apa de lac fără adausuri, şi a celor realizate cu apă din lac, la care s-au adăugat diferite cantităţi de fosfor şi de azot.
De asemenea, se determină producţia maximă a culturii şi rata specifică de creştere.
1.1.5. Utilizarea unor indici sintetici
Aceştia permit evidenţierea unor raporturi între diferitele componente ale fitoplanctonului, fapt ce le conferă un rol de senzori mai buni decât volumul sau numărul total al unui anumit grup de alge.
A). Un indice deosebit de utilizat este cel de saprobitate. Propus în urmă cu peste 70 de ani de Kolwitz şi Marsson, el a suferit neîncetat modificări şi perfecţionări (v. Liebmann, S. Marcoci, ş.a.), pentru ca în ultima vreme să fie acceptat sistemul mai detaliat al lui V. Sladecek, 1973.
Bazaţi pe prezenţa speciilor de alge, bacterii, ciuperci sau animale existente într-o apă caracterizata prin anumiţi parametri fizici, chimici şi hidrobiologici, organismelor întâlnite li s-a precizat gradul de specificitate astfel încât prin prezenţa lor într-un bazin acvatic poate fi realizată o caracterizare saprobiologică a bazinului respectiv. Actualmente limnosaprobitatea cuprinde 5 nivele distincte şi anume:
1.x- xenosaprobitatea;2. o - oligosaprobitatea;3. p - beta-mezosaprobitatea;4. a - alfa-mezosaprobitatea;5. p - polisaprobitatea.întrucât listele organismelor indicatoare sunt foarte bogate, recomandăm
consultarea a două lucrări:V. Sladecek - System of Water Quality From the Biological Point of View
(Ergobnisse der Limnologie), 1973.
S. Marcoci - îndrumar. Metode de analiză biologică pentru urmărirea evoluţiei calităţii apelor, 1978.
B). Alt procedeu de apreciere este cel propus de Dresche şi Mark (1980) pentru stabilirea echivalentului saprobic.
Autorii apreciază faptul că metodele anterioare implică existenţa unor specialişti şi a unui volum foarte mare de lucru, orice identificare eronată putând duce la rezultate false. Drescher şi Mark apreciază că trebuie ţinut seama de predatorii care sunt consumatori selectivi ai fitoplanctonului. Metoda se bazează pe aprecierea numerică a indivizilor diferitelor grupe de organisme şi pe rolul lor în sistemul saprobiilor. Organismele întâlnite sunt grupate astfel:
- ciliate, indicatoare de polisaprobitate....................................... grupul A- euglenoficee, indicatoare pentru a-mezosaprobitate................grupul B- chlorococale+diatomee, indicatoare pentru p-mezosaprobitate grupul C■- peridinee +chrysophycee+conjugate indicatoarepentru oligosaprobitate...............................................................grupul DValorile obţinute se introduc în formula:
x _ C + 3D -B -3A A + B + C +D
Gradul de poluare şi faza saprobă se apreciază după datele următoare:
încărcare Poluare Faza saprobă Echivalentul
saprobic X
multe substanţe foarte severa polisaprobie -31-2
organice poli / a-mezosaprobie -2/-1.5considerabilă a mezo / polisaprobie -1,5-1
a-mezosaprobie -1/-0.5substanţe organice şi moderată a / p mezosaprobie -0,5/ 0anorganice p / a mezosaprobie 0/ +0,5
slabă P mezosaprobie +0,5/ +1p mezo / oligosaprobie +1/+1.5
puţine substanţe foarte slabă oligo / p mezosaprobie +1,5/ +2
organice şi anorganice oligosaprobie +2/+3
C) Indicatori ai gradului de troficitate a bazinelor acvatice Relaţia dintre structura calitativă a fitoplanctonului (în calitate de indicator) şi gradul de troficitate a unor bazine a fost în atenţia mai multor cercetători dintre care unii au ajuns la elaborarea unui sistem practic de apreciere. Menţionăm trei dintre procedurile elaborate, şi anume:
a). Nygard (1949) care propune 5 indici fitoplanctonici, şi îi defineşte astfel:- indicele de mixophycee (cianoficee): nr. specii cianoficee / nr. specii de
desmidiacee- indicele de cloroficee: nr. specii clorococale / nr. specii de desmidiacee;- indicele de diatomee: nr. specii de diatomee centrice / nr. specii diatomee
penate;- indicele de euglenoficee: nr. specii euglenoficee / nr. specii de cianoficee
şi cloroficee- indicele compus: nr. speciilor de cianoficee, diatomee centrice şi
euglenoficee / nr. speciilor de desmidiacee.
Valorile acestor indici pentru lacuri slab productive şi productive sunt următoarele:Tipul de lac Indicele de
b). Un al doilea procedeu de apreciere a troficităţii a fost elaborat de OLTEAN (1977), care a introdus o detaliere a gradelor (nivelelor) de eutrofie; el corelând aceste nivele cu caracteristicile principale ale compoziţiei fitoplanctonului.
Calculul indicilor se face astfel:- indicele de eutrofie oligotrofie: (logN) / N;- indicele de subeutrofie (mezotrofie): (logN) / n;- indicele de alfa-eutrofie: (C).(logN) / (Py+Ch+V+T+D+P+E+Cy);- indicele de beta-eutrofie: (C+Py).(logN) / (Ch+V+T+D+P+E+Cy);- indicele de gama-eutrofie: (C+Py+Ch+V+T+D).(logN) / (P+E+Cy); ,•;- indicele de delta-eutrofie: (C+Py+Ch+V+T+D+D+P).(logN) / (E+Cy);- indicele de epsilon-eutrofie: (C+Py+Ch+V+T+D+P+E).(logN) / (Cy);- indicele de zeta-eutrofie: (C+Py+Ch+V+T+D+P+E+Cy). (logN);- indicele de supraeutrofie (politrofie): N.logNSimbolurile reprezintă numărul de specii (şi infrataxoni) algali din plancton,
, n - numărul de unităţi taxonomice aparţinând grupelor menţionate mai sus;(inclusiv taxoni subspecifici);
N - numărul total de specii şi taxoni infraspecifici aparţinând tuturor grupelor ( de alge, identificate în plancton în cursul întregului an de observaţii.
Precizăm că de la oligotrofie la politrofie, mărimea indicelui este invers proporţională cu capacitatea trofogenă; de exemplu valori de 1,5-2,5 corespund (în condiţiile unor înfloriri cu crisoficee) - nivelului de gama-eutrofie; în bazine în care se produc înfloriri cu cianoficee- indicii de zeta-eutrofie pot avea valori de 226-335.
c) Stabilirea indicelui de trofie prin sisteme comparate. Shapiro ş.a. (1975) a stabilit posibilitatea estimării gradului de troficitate a unui bazin acvatic prin compararea a 3 indici- cel măsurat cu discul Secchi, cel stabilit prin măsurarea cantităţii de clorofilă a şi cel estimat prin dozări ale fosforului disponibil în apa bazinului studiat. Stabilirea indicelui de troficitate prin determinarea transparentei cu discul Secchi
De multă vreme s-a făcut o corelaţie între transparenţa apei şi gradul de troficitate - deci bogăţia fitoplanctonului din apă. Determinarea transparenţei în apele stagnante se face cu discul Secchi (un disc cu diametrul de 20 cm, vopsit în alb şi lestat, fixat pe un cablu marcat din 10 în 10 cm) a cărui dispariţie în adânc se măsoară în cm.
Indicele de troficitate se calculează prin aplicarea formulei:
™W = 1° (6 ^Ş)
în care:TSI = indicele de troficitate; SD = transparenţa măsurată cu discul Secchi.In cazul în care se măsoară indicele de troficitate prin dozarea clorofilei se
Dacă se măsoară indicele de troficitate prin dozări ale fosforului total se foloseşte formula:
_65_
TSI„ = 10 (6 -Iniţ)inz
Prin efectuarea unei medii între cele 3 valori se poate ajunge la un indice de troficitate destul de veridic, care poate servi la aprecierea bazinului de apă respectiv (Shapiro J., Lundquist J.B., Carlson R.E., 1975).
1.1.6. Viteza de instalare a perifitonului algalEste un indicator reprezentativ pentru starea trofică a unei ape, şi are
avantajul că este rezultatul unei măsurători ce se referă la o perioadă mai mare de timp, nu la situaţia unui moment.
Pentru această determinare se folosesc în principiu suporturi de sticlă,
imersate în poziţie verticală, care se expun în apă la anumite orizonturi timp de 1-4 săptămâni, după care se recuperează şi se colectează tot materialul fixat pe aceste suprafeţe. Materialul se cântăreşte după uscare la 105cC, iar rezultatele se raportează la unitatea de suprafaţă (dm2, m2) [Se pot face şi determinări algoiogice calitative şi cantitative].
In scopul obţinerii unor rezultate cât mai precise, se pot folosi plăci de sticlă de dimensiuni mai mari (15 x 25 cm), montate în seturi de câte 4; astfel se poate determina viteza de instalare a perifitonului separat pe fiecare placă, făcând ulterior media valorilor obţinute, sau se poate proceda la însumarea în aceeaşi probă a întregului material biologic fixat pe cele 4 plăci, care apoi se raportează la suprafaţa însumată a acestora.
In funcţie de posibilităţile de lucru, se poate face şi determinarea clorofilei a, în acest material.
1.2. Consumatorii
1.2.1. Biomasa
Este un parametru important care stabileşte întreaga cantitate de consumatori (organisme animale) care trăiesc în mod direct (filtratori, herbivori) pe seama fitoplanctonului şi a bacterioplanctonului, sau indirect - fiind răpitori de ordinul I, II sau III.
Biomasa indică capacitatea de acumulare a masei organice în condiţii specifice de mediu. Metodele de determinare sunt:
- directe: recoltarea faunei din masa apei şi cântărirea sa în stare umedăsau uscată;
- indirecte: recoltarea unei probe integrale, separarea pe grupe taxonomice,apoi, pentru formele mărunte - protozoare, rotifere, ş.a.- determinarea şi estimareabiomasei pe bază de tabele de greutăţi în funcţie de dimensiuni, iar pentru formelemari, prin separarea pe grupe şi cântărirea lor directă. Estimările gravimetrice sedau în mg la unitatea de suprafaţă sau de volum. Se recomandă apreciereaulterioară a biomasei în valori energetice.
In ansamblul complexelor relaţii interspecifice, cele de natură trofică ocupă un loc aparte prin intensitatea legăturilor cauzale ce se statornicesc între elementele aflate în componenţa biocenozelor.
Structura trofică a unei biocenoze reprezintă rezultatul relaţiilor de nutriţie dintre speciile componente. Din punct de vedere al modului de hrănire, speciile unei biocenoze se împart în 3 mari categorii funcţionale interdependente, între care au loc relaţii trofice cu transfer de materie şi energie: producătorii primari, consumatorii şi descompunătorii (reducătorii). Consumatorii sunt organizaţi, la nivelul lor, pe mai multe nivele. Consumatorii primari, reprezentaţi prin animale
fitofage, se hrănesc direct cu producătorii primari. Cei secundari utilizează resursele trofice produse de animalele fitofage, iar cei terţiari - hrana furnizată de nivelul trofic anterior.
Intre nivelele trofice ale unei biocenoze se desfăşoară de asemenea, relaţii trofice pe bază de transfer material şi energetic.
Examinând structura nivelelor trofice, din punct de vedere al numărului de organisme / biomasei, putem constata existenţa unor legităţi specifice unor categorii de biocenoze. Astfel, în biocenozele acvatice în care producătorii primari sunt algele planctonice, acest nivel trofic al producătorilor este reprezentat prin organismele cele mai numeroase, cele mai mici, cu longevitatea cea mai mică şi cu cel mai intens ritm de reproducere. Pe măsură ce trecem la nivele trofice superioare, nuămrul / biomasa organismelor scade, talia şi longevitatea cresc, iar ritmul de reproducere scade. Aceste raporturi numerice / gravimetrice pot fi reprezentate grafic sub forma unei piramide (piramida eltoniană).
In evoluţia ecosistemelor, raportul dintre nivele trofice suferă modificări semnificative, între care cele de natură gravimetrică sau energetică ni se par deosebit de sugestive.
1.2.3. Abundenţa relativă
Este un parametru prin care se estimează sub raport procentual densitatea numerică sau a biomasei diferitelor grupe de organisme. Ea nu depinde de mărimea probei şi permite comparaţii semnificative în funcţie de factorii ambientali, temporali şi spaţiali. Abundenţa relativă este un indice mai corect decât abundenţa absolută (sub care se exprimă în mod direct densitatea numerică sau biomasa), întrucât este independent de mărimea probei. Se exprimă prin formula:
Ar = n / n, în care n = nr. indivizi ai unei speciin( = nr. indivizilor celorlalte specii
1.2.4. Dominanţa
Intr-o biocenoză nu toate speciile au roluri la fel de importante sub raport structural, funcţional, în asigurarea dinamicii echilibrului ecologic, sau în transferul de materie şi energie. Cele cu rol determinant în domeniile menţionate sunt speciile dominante.
Cea mai uzuală metodă de calculare a dominanţei comunităţi (indicele McNaugton) constă în însumarea primelor două valori ale abundenţei relative (numerice sau gravimetrice) în ordinea mărimii acestora:
* " Y in care:Y, şi Y2 sunt abundentele primelor două specii în ordinea valorică; Y este abundenţa totală a biomasei.
1.2.5. Diversitatea (H)
Diversificarea de structură şi funcţională reprezintă o condiţie de bază a' existenţei sistemelor biologice. Astfel, diferenţierea principalelor nivele funcţionale(producătorii, consumatorii, descompunătorii) constituie o necesitate pentru < existenţa oricărei biocenoze. Diferenţierea formelor de viaţă în interiorul fiecărui nivel trofic permite sporirea intrărilor de substanţă sau energie în nivelul respectiv, deci folosirea cât mai eficientă a tuturor resurselor şi crează noi premize pentru creşeterea ulterioară a diversităţii. Interacţiunea dintre specii permite evoluţia organizării biocenozei, a autocontrolului întregului sistem care devine mai stabil, mai rezistent la perturbări de diferite naturi. In felul acesta, creşterea diversităţii pe baza creşterii compexităţii legăturilor dintre specii duce la realizarea unui control multiplu reciproc şi la creşterea stabilităţii ecosistemului.
Valoarea diversităţii depinde de:- gradul de heterogenitate spaţială a biotopurilor;- intensitatea şi specializarea metodelor de complexitate ce intervine între
speciile aceluiaşi nivel trofic;- nivelul de productivitate;- timp;- gradul de diversitate realizat (întrucât diversitatea naşte diversitate).Indicele de diversitate (H) este legat, în primul rând, de bogăţia în specii a
biocenozei. El stabileşte o relaţie între numărul de specii şi numărul / biomasa indivizilor ce aparţin fiecărei specii. Acest indice arată gradul de heterogenitate al biocenozei şi indică totodată şi gradul de stabilitate ecologică al ecosistemului, cu care se află în relaţii de proporţionalitate directă.
Sunt trei modalităţi de calculare a diversităţii. Una dintre cele mai uzuale o reprezintă metoda Simpson, bazată pe teoria probabilităţii.
H = 1-Ip2
în care: p= abundenţa fiecărei specii, exprimată în probabilităţi (valoarea procentuală se împarte la 100).Dacă indicele se calculează cu 4 zecimale, se iau în consideraţie valori ale
abundenţei >0,7%, pentru calculele cu 3 zecimale se utilizează valori aleabundenţei >2%.• După Shannon Weaver se poate calcula cu formula:
UN 2N
în care Nf = efectivul speciei i; N = efectivul total. Pentru a se face comparaţii cu valorile altor ecosisteme, sau pentru
comparaţii în timp, este necesar ca probele să fie aduse la un factor comun, diversitatea maximă (H_^.) se calculează:
în care S =.numărul de specii.
1.2.6. Echitabilitatea (E) înglobează într-o variantă unică rezultatele diferenţiate ale celor două tipuri de diversitate, indicând gradul de stabilitate ecologică.
Pentru calcularea acestui indice, recomandăm utilizarea formulei lui Lloyd şi Ghelardi:
E - JL. * ioo
1.3. Degradatorii
1.3.1. Numărul total de germeni psihrofili (22°C) şi mezofili (37°C)
Microflora bacteriană saprofită şi patogenă determinată prin stabilirea numărului total de bacterii variabile pe medii de cultură (atât cea psihrofilă, cât mai ales cea mezofilă), reprezintă un indicator preţios pentru poluarea organică, în special fecalo-menajeră, a apelor de suprafaţă.
Germenii care se dezvoltă la temperatura de 37°C sunt germeni proprii omului şi animalelor cu sânge cald. Cu cât numărul acestor germeni este mai mare, cu atât se poate presupune că între ei se găsesc şi germeni patogeni. In apă se găsesc şi germeni proprii apei, germeni saprofiţi, care se dezvoltă obişnuit la temperaturi de 20-22°C. Intre aceste două microflore există un raport de cel puţin 3/1 pentru flora proprie în condiţii naturale. Cu cât acest raport se micşorează sau se inversează în favoarea florei supraadăugate, cu atât nivelul de poluare a apei este mai mare şi pericolul prezenţei germenilor patogeni este mai crescut.
Numărul total de bacterii aerobe este dat de numărul de colonii care se dezvoltă pe geloză la 22°C sau la 37°C în timp de 48 ore, raportat la 1 ml probă de apă.
Probele se recoltează din masa apei de la diferite nivele, în sticle sterile, pregătite special, pentru recoltări. Ele se transportă la laborator cât mai repede posibil într-o cutie frigorifică. Prelucrarea probelor trebuie să se facă la mai puţin de 24 ore de la recoltare.
Prima operaţie care se face este efectuarea diluţiilor. Pentru aceasta, într-o eprubetă care conţine 9 ml soluţie de lucru de apă tamponată sterilă se introduce 1 ml probă de apă, în prealabil bine agitată, cu pipeta de 1 ml şi se omogenizează conţinutul (diluţia 1/10). Cu o altă pipetă (tot de 1 ml) se trece 1 ml din diluţia 1/10 într-o altă eprubetă care conţine 9 ml soluţie de lucru de apă tamponată sterilă
(diluţia 1/100). Se procedează la fel pentru obţinerea unor diluţii mai mari.Din proba de apă de analizat (bine omogenizată) se ia cu o pipetă cale 1
ml şi se însămânţează 4 cutii Petri. La fel se însămânţează câte 1 ml din fiecare diluţie a probei de analizat tot în câte 4 cutii Petri. In fiecare cutie Petri însămânţată se introduc 10-15 ml mediu geloză nutritivă topită şi răcită la 45°C. Se omogenizează conţinutul cutiilor prin mişcări de rotaţie în ambele sensuri, în plan orizontal, după care se lasă să se solidifice geloza. Pe capacele cutiilor Petri se notează numărul probei, diluţia şi data însămânţării.
Compoziţia mediului geloză nutritivă este următoarea (STAS 4706-86):Peptonă............................................................................... 10 gr.Clorură de sodiu .................................................................. 5 gr.Agar..................................................................................... 20 gr.Macerat de carne .......................................................... 1000 ml.
Apoi, din cele 4 cutii Petri paralele pentru fiecare diluţie, 2 se incubează la 22°C, celelalte 2 la 37°C. După 48 ore se numără coloniile care s-au dezvoltat, atât la suprafaţă, cât şi în interiorul gelozei, cu ochiul liber sau cu lupa.
Pentru stabilirea numărului total de bacterii aerobe care se dezvoltă la 22°C şi la 37°C pe ml, se aplică formula:
Nr. total bacterii - ^ {n x D)N
in care:n - numărul total de colonii dezvoltate pe cutie Petri; D - inversul diluţiei probei însămânţate; N - numărul de cutii Petri luate în calcul.In cazul în care se face analiza bacteriologică pentru apă potabilă, se
dizolvă componentele în macerat de carne, apoi se ajustează pH-ul la 7,2-7,4. Mediul se ţine la 121°C timp de 30 min. Filtratul se repartizează în flacoane şi eprubete care se sterilizează la 115°C timp de 20 min.
Standard Methods (1966) recomandă pentru determinarea numărului total de germeni, un mediu de cultură cu următoarea compoziţie:
pH = 7 Observa ţ ie: Se vor număra şi lua în consideraţie numai plăcile în care numărul de
colonii este cuprins între 30-300.1.3.2. Numărul total de bacterii heterotrofe aerobe şi anaerobe Determinarea numărului total de microorganisme heterotrofe se face în scopul de a se evalua capacitatea de descompunere şi mineralizare a materiei organice moarte din apă, pe cale aerobă sau anaerobă şi de a preciza intensitatea proceselor ce au loc în ecosistemul acvatic respectiv.
Mediul de cultură pentru determinarea numărului total de bacterii heterotrofe aerobe are următoarea compoziţie:
Apă distilată...........................'.......................................... 1000 mlPeptonă....................................................................................5 grExtract de levuri .....................................................................1 gr
■ . : Fosfat feric .......................................................................... 0,2 gr, Agar........................................................................................12 gr
pH = 7,5-7,6Se însămânţează 0,2 ml în cutii Petri cu <j)= 8 cm, şi 0,2 ml în cutii Petri cu
4>= 10 cm. Culturile se incubează la 27CC şi se citesc după 72 de ore. Calculul se face ca în cazul arătat anterior.
Mediul de cultură pentru determinarea numărului total de germeni heterotrofi anaerobi are următoarea compoziţie:
Apă distilată...................................................................... 1000 mlPeptonă....................................................................................5 grExtract de levuri .....................................................................1 grThioglicholat de sodiu...............................................................1 grGlucoza..................................................................................10 grAlbastru de metilen............................................................. 0,02 grFosfat feric .......................................................................... 0,1 grAgar.. ...................................................................................12 gr
pH = 7,5-7,6Glucoza şi thioglicholatul se sterilizează prin filtrare; mediul se repartizează
în tuburi de 18/180 cm pline; incubarea se face în strictă anaerobioză, la 28°C.Citirea se face la 20 zile de la însămânţare şi se notează cu "+" tuburile în
care se constată eliminarea gazului cu unele rupturi ale mediului. Calculul se face statistico-maţematic cu ajutorul tabelelor McGrady.
Este foarte important de stabilit raportul dintre bacteriile heterotrofe aerobe şi cele anaerobe. Acest raport poate fi luat în consideraţie în aprecierea gradului de populare şi a capacităţii de autoepurare a ecosistemului acvatic investigat.
Raportul dintre numărul bacteriilor heterotrofe anaerobe şi numărul celor aerobe, în corelaţie cu numărul total real al acestor bacterii constituie o măsură indirectă a stării de aerare a apei, deci măsoară capacitatea de autoepurare a apei.
Valorile mari ale raportului amintit în condiţiile unui număr mare al bacteriilor din ambele categorii, dovedeşte o încărcare organică excesivă şi instalarea unei stări de anaerobioză. In condiţiile unui număr mic al acestor bacterii aerobe şi anaerobe, valoarea mare a raportului poate fi dovada unei ape curate lipsită de o încărcare organică excesivă. Valoarea mică a raportului numărului de bacterii heterotrofe anaerobe / aerobe demonstrează prezenţa unor condiţii marcate de aerobioză şi predominarea proceselor aerobe, indiferent dacă sunt numeroase doar bacteriile heterotrofe aerobe şi cele anaerobe.
1.3.3. Numărul total de germeni coliformi
Germenii coliformi totali sunt indicatori bacterieni ai poluării fecale a apei.Importanţa lor sanitară a fost demonstrată de-a lungul timpului prin numeroaseinvestigaţii făcute asupra poluării apelor de suprafaţă. Cu toate acestea existăsituaţii anume când numărul de coliformi totali nu este pe măsura influxului de apeuzate menajere. In aceste cazuri, nutrienţii prezenţi în efluenţii menajeri potcontribui, ca şi produşii biodegradabili, la multiplicarea excesivă a unor tulpini dingrupul coliformilor totali. ,
Grupul colifprmilor totali cuprinde un spectru larg de bacili aerobi şi facultativi-anaerobi, gram-negativi, nesporulaţi, care fermentează lactoza 'cu producere de gaz în 48 ore la temperatura de 35°C. Unele tulpini coliforme sunt larg răspândite în mediu şi nu sunt specifice contaminării fecale (ex. Aerobacter aerogenes, Enterobacter cloacae- care sunt frecvent răspândite pe vegetaţie, în sol, ca şi în apele poluate). Alt subgrup de coliformi totali cuprinde numai germeni patogeni şi alte microorganisme cu taxonomie necunoscută.
Germenii coliformi totali se corelează cel mai bine cu poluarea fecală, sunt relativ uşor de detectat şi au o supravieţuire similară cu a celor mai rezistenţi patogeni.
Metoda cea mai utilizată este cea a tuburilor multiple. Prezenţa bacililor coli-formi se pune în evidenţă prin testul de prezumţie (examenul preliminar) şi se confirmă prin testul de confirmare (examenul definitiv). .
Examenul preliminar: prezenţa în apă a bacililor coliformi indică posibilitatea unei contaminări fecale şi constituie un semnal de .alarmă. Se prepară diluţii succesiv seriate din proba de apă, apoi din fiecare diluţie se însămânţează câte 1 ml în câte 5 tuburi la fiecare diluţie, care conţin fiecare câte 10 ml mediu bulion bilă lactoză. Tuburile însămânţate se incubează la 37°C timp de 48 ore. După 24 ore se face o primă citire şi din eprubetele în care se constată tulburare şi gaz se va face. testul de confirmare. Se consideră pozitive eprubetele în care se evidenţiază fermentarea lactozei prin prezenţă de gaz degajată în eprubeta respectivă. In continuare eprubetele se ţin la termostat până la 48 ore când se face citirea definitivă şi treceri pentru testul de confirmare din toate eprubetele în care s-a constatat degajare de gaz şi creştere microbiană în afara celor constatate la 24 ore.
Pentru a preciza dacă fermentarea a fost produsă de bacili coliformi, din fiecare eprubeta considerată pozitivă la testul prezumtiv se face testul de confirmare. In acest scop se fac însămânţări cu ansa, în prealabil flambată, pe-mediul geloză-lactoză-eozină-albastru de metilen. Se fac dispersii în striuri pe .-sectoare pentru obţinerea de colonii izolate. Plăcile se incubează la 37°C timp de 24 ore.
Prezenţa bacililor coliformi se confirmă dacă s-au dezvoltat colonii, -caracteristice:
- colonii plate, de culoare albastru-violet închis, cu luciu metalic;- colonii bombate, opace, mucoase cu luciu metalic în centru;
- colonii de culoare roz cu centru albastru-violet.Compoziţia chimică a mediilor de cultură pentru grupul coliformi, stabilirea
numărului de bacili coliformi totali sunt prezentate pe larg în STAS 4706-88 (Standard de Stat - Apă de suprafaţă).
1.4. Monitoringul populaţiilor de peşti
Populaţiile piscicole sunt organismele acvatice cele mai importante din punct de vedere al intereselor economice. Din acest motiv recomandăm - numai pentru ele - efectuarea unor studii de monitoring populaţional.
A. Considera ţ ii generale: Populaţiile echilibrate sunt acele populaţii care:- prezintă o diversitate mare (raportat la tipul de ecosistem);- utilizează optim resursele de hrană (Producţietlrană=ConsumpBŞli);- asigură an după an (pentru un ecosistem dat şi în condiţii relativ
asemănătoare), o producţie piscicolă (stoc pescuibil), constantă şi ridicată;- prezintă o constanţă a diversităţii relativă şi ridicată sau chiar o creştere
de la o recoltă la alta (de la an la an). Simpla mărire a producţiei piscicole fărăcreştere (sau măcar păstrarea) a diversităţii specifice iniţiale nu constituie unavantaj ci chiar indică o dereglare (o stare de neechilibru) a populaţiei respective.Scăderea diversităţii conduce la o diminuare a capacităţilor de reglaj biocenotic şi la o eficienţă scăzută de utilizare a resurselor trofice. Populaţiile neechilibrate sunt populaţiile care:
- au tendinţă de simplificare structurală (scădere a diversităţii);- posedă producţii piscicole fluctuante de la an la an;- structura taxonomică şi mai ales structura pe vârste (dimensiuni) variază
semnificativ în ani succesivi;- se află într-o amplă oscilaţie, capacitatea de tamponare a acesteia fiind
scăzută (prin diminuarea mecanismelor de reglare intra- şi interpopulaţionale);- dau răspunsuri exacerbate la stressul externB. Recoltare probe Pescuirea se face totdeauna cu. aceleaşi scule, deoarece sculele de
pescuit, având o anumită selectivitate (funcţie de construcţie) schimbarea lor ar conduce în mod inevitabil la modificări structurale false. Pescuirea de sondaj (parţială) sau totală, trebuie însoţită şi de pescuiri cantitative ale puietului. Prin pescuire totală se înţelege pescuirea cu un năvod de talie mare şi ochiuri mici.
Pescuirea trebuie să fie semnificativă statistic, adică să asigure o precizie satisfăcătoare a estimării (eroarea de estimare să fie de maxim 20% (0,2).
C. Prelucrarea rezultatelor Prima etapă pentru interpretare constă în prelucrarea statistică a probei
(prin probă înţelegem suma pescuirilor de la un moment dat pentru un ecosistem dat).
Majoritatea populaţiilor piscicole au o distribuţie spaţială binomial negativă (grupată) datorită tendinţei celor mai multe specii de aglomerare în bancuri,
cârduri, areale de hrănire. La populaţiile de acest tip există o diferenţă valorică între parametrii statistici: medie şi variantă (cea de-a doua fiind mai mare). După ce se fac pescuirile (fiecare pescuire fiind considerată o unitate de probă) se alcătuieşte următorul tabel:
XNumărul de exemplare din unitatea de probă
f Frecvenţa Nr. de probe cu X indivizi
f.X X2 f.X2
0 8 0 0 8
1 3 . 3 1 3
2 5 10 4 20
' 16 2 32 256 ■ 512
18 1 18 324 648
55 1 55 3025 3025 -
72 1 72 5184 5184
n=£f=2.1 £f.X=190 £X2=8794 £f.X2=9400 n = numărul de unităţfde probă (nr. de pescuiri).
Se calculează estimata mediei (x) şi estimata variantei (S2):X = LLJL C 9,05 ^ n
S 2 = £ ? ' X l ' X X f ' X - 384 ,025 n - 1
Dacă alegem ca eroare de estimare 20% (0,2) numărul de unităţi de probă (pescuiri) pentru această eroare este:
S 2 2 5 5 2 ' ■ ■ ' ■ . ■ ' • ■• '■Nr. = —■------■—= -------: — - - 1 0 6 1 p e s c u i r i
0 , 2 2 . X 2 . X 2 ".:. .■'. . • .. "
Constatăm că pentru exemplu! dat diferenţa dintre numărul de pescuiriefectuate şi cel necesar (minim) este foarte mare datorită faptului că variaţia estecu mult mai mare decât media. ' '
Pescuirile sunt prea puţine pentru a putea face consideraţii asupra asupra densităţii piscicole sau a structurii populaţiilor. Sunt necesare pescuiri suplimentare. După o mărire a numărului de pescuiri se revine la calculul variaţiei şi al mediei ca şi la calculul numărului de probe minime necesare până când se constată că s-a ajuns la un număr de pescuiri semnificative statistic.
Gruparea pe categoriiCategoriile sunt necesare pentru a explica echilibrul ecologic în cadrul
populaţiilor piscicole sunt date de diferenţele de talie, spectru trofic şi specie.Peştii vor fi grupaţi în primul rând' după specie, alcătuindu-se tabele de
densitate numerică, abundenţă numerică, densitate de biomasă şi abundenţă de biomasă.
Analizarea spectrului trofic al peştilor capturaţi prin studierea conţinutului intestinal şi interpretarea prin metoda Points, ne ajută'la împărţirea întregului stoc piscicol în două categorii: F (forage) şi C (carnivor).
F = specii (exemplare) care se hrănesc cu detritus, faună fitofilă sau bentonică, plancton, perifiton şi numai ocazional cu peşti.
C = specii care se hrănesc în mod obişnuit cu peşti şi nu se pot dezvolta normal fără această hrană.
După talie fiecare specie poate fi împărţită în indivizi S (mici), I (intermediari) şi A (adulţi). Luând în consideraţie o talie medie a indivizilor carnivori şi o talie a prăzii, considerăm ca fiind S, acei indivizi (indiferent de specie) care pot constitui (după mărime) hrana carnivorilor respectivi.
Indivizii 1 (intermediari) sunt indivizi prea mici pentru a avea un interes piscicol şi prea mari pentru a mai putea constitui o pradă pentru carnivorii de talie medie.
Indivizii A sunt cei care (ca talie) prezintă importanţă piscicolă.Trebuie acordată o atenţie faptului că unele specii se consideră carnivore
doar de la o anumită talie (până atunci fac parte din F) (şi unele specii cum ar fi Pomatoschistus, Rhodeus, Leucaspius, care nu ajung nici odată la o asemenea talie încât să se încadreze în categoria A (unele nici în I).
Se alcătuieşte în final un tabel gravimetric care să cuprindă toate speciile şi toţi indivizii (de la toate pescuirile), cu separarea în categorii (S, I, A, F şi C). Pentru prelucrări ulterioare este necesară cunoaşterea cantităţii totale de peşti F,; C,; A,; I,; St. Parametrii care caracterizează starea de neechilibru sau echilibru a asociaţiilor piscicole sunt: diversitatea, F/C, Y/C, A,, valorile E, parametrii intraspecifici A, I şi S, A,, lf, Sf şi C.
Diversitatea Se foloseşte indicele de diversitate Shannon-Weaver. Nu se compară între
■ele decât probe ale aceluiaşi ecosistem în ani succesivi cu condiţia ca prelevările1 să fie semnificative statistic şi ca pescuirile să se efectueze cu aceleaşi sculepescăreşti.
•• ■ ''-■■■ Diversitatea se calculează fie pentru toată asociaţia piscicolă, fie pentru categoriile F, C, A,, lt, S„ A,, I, şi S(.
Fie date:N= nr. de unităţi de probă (pescuiri);S= nr. de specii;P,= proporţia de reprezentare a fiecărei specii (numeric);H= diversitatea, cuprinsă între -460,517 şi infinit,
sH' = - I P t In P
1 * 1 -
Diversitatea creşte pe măsura creşterii vaiorii numărului spre pozitiv. De la probă la probă se constată diferenţe în ceea ce priveşte diversitatea. Se pune problema dacă aceste diferenţe sunt sau nu semnificative. Pentru a lămuri acest aspect este necesar să cunoaştem:
- Varianta asociată estimatei diversităţii (var.H')- Numărul de grade de libertate;- Valoarea indicelui T (testul Student).
După calcularea lui t se caută într-un tabel t pentru 0,05 probabilitate de transgresiune şi pentru număr de grade de libertate calculate. Dacă t calculat este mai mare decât t din tabel, înseamnă că diferenţa dintre cele două probe este semnificativă în 95% din cazuri. In situaţia în care probele au fost extrase corespunzător statistic, putem spune cu precizie care a fost tendinţa pentru perioada considerată.
In concluzie, dacă se face un calcul al lui t între 2 ani diferiţi la acelaşi ecosistem şi t calculat este mai mare decât t din tabel, putem afirma cu o anumită precizie cuprinsă între 95-99,3% că diversitatea s-a stabilit semnificativ.
Raportul F/C Reprezintă raportul dintre necamivori şi carnivori.Valorile se exprimă totdeauna cu aceeaşi unitate de măsură (kg/ha).O specie care la o dimensiune (A, I sau S) face parte din F, după ce creşte
schimbându-şi spectrul trofic, poate fi încadrată la C. F/C poate avea valori cuprinse între 0 şi 10 dar poate urca în unele situaţii până la 65.
Dacă F/C este în domeniul 1,4-10, încă nu putem spune cu certitudine cu ce tip de asociaţie (echilibrată sau neechilibrată} avem de-a face. In domeniul 1,0-3,0 se poate lansa presupunerea că există o supraîncărcare cu indivizi C. Varianta cea mai dezirabilă este domeniul 3,0-6,0 (aceasta nu ne angajează însă să purtem afirma în mod cert că asociaţia ar fi echilibrată). Parametrul F/C serveşte la
tarea asociaţiilor piscicole neechilibrate (în domeniile 0 - 1,4 şi 10 - 65 sau mai mare).
Raportul Y/C Reprezintă în esenţă cantitatea de peşti pradă disponibilă ca hrană
pentru o unitate de greutate a peştilor C.Cele mai frecvente descrieri ale acestui parametru s-au făcut.la sfârşitul
perioadei de creştere, în lunile septembrie - decembrie.In asociaţiile echilibrate raportul Y/C fluctuează în domeniul 0,02-4,8.Zona 0,02-0,5 indică faptul că asociaţiile respective sunt supraîncărcate de
categoria C (această situaţie este considerată temporar echilibrat ă pentru că prădătorii, deşi mulţi, au un ritm de creştere scăzut adică o producţie mică). Factorul limitativ în acest caz este cantitatea de hrană.
O astfel de situaţie nu duce la recolte satisfăcătoare din următoarele motive:
- grupele F; şi FA (paşnici intermediari şi paşnici adulţi) au un ritm scăzut derefacere numerică.
- există o supraabundenţă de prădători la aceeaşi cantitate de hrană, ceeace conduce la o producţie scăzută raportată la stoc.
De aceea se afirmă că un ecosistem în această ipostază este ineficient din punct de vedere piscicol.
Intervalul 0,5-0,9 recomandă situaţia ca fiind îmbunătăţită, existând mai multă hrană pentru grupa C (rămânând totuşi un exces de C şi grupa F ameninţată).
Pentru intervalul 0,06-1,0 se consideră că stocul F este ameninţat de un predatorism exacerbat exercitat asupra puietului. Asociaţiile echilibrate se extind pentru acest parametru până la valoarea 5,0, dar domeniul dezirabil pentru Y/C este 1-3.
Deşi calendaristic nu s-au remarcat modificări spectaculoase în lunile iunie-septembrie faţă de septembrie, se recomandă ca determinările să se facă în aceiaşi sezon pentru ca peste estimările statistice să nu se mai adauge şi schimbările sezoniere. Swingle (1950) recomandă chiar o pescuire de primăvară, înaintea depunerii icrelor.
Acest parametru este sensibil la presiunea prădătorilor.Parametrul A, •Reprezintă procentul de peşti pescuibili din biomasa totală a peştilor din
bazin.Prin peşti pescuibili înţelegem acea categorie de mărime/ specie ce face
subiectul pescuitului industrial/profesional. Acest parametru este avantajos pentru că este direct influenţat de pescuit şi diferenţa echilibru-Aneechilibru este mai clară.
Populaţiile echilibrate se încadrează în domeniul A,=33-90%, cele neechilibrate în domeniul 0-40%, arealul de nesiguranţă, în care nu putem face decât presupuneri, fiind mic, 33-40%. Domeniul dezirabil pentru acest parametru
este 60-70%. La peste 80% se sugerează o supraîncărcare cu speciile C. In concluzie parametrul A, ajută cel mult la clarificarea stării de echilibru/ neechilibru a asociaţiilor piscicole.
Valorile E Reprezintă abundenţa cantitativă a unei specii din întreaga asociaţie
piscicolă. Valoarea E se calculează pentru fiecare specie.Dacă de exemplu într-un ecosistem există 2 specii (cu acelaşi spectru trofic)
şi valorile lui E sunt apropiate şi constatate în ani succesivi, acesta ne indică o stare de competiţie echilibrată.
Fluctuaţiile ample de la un an la altul ale acestui parametru sugerează o gravă stare de neechilibru şi o criză (ameninţare) pentru specia (populaţia) respectivă.
Parametrii A. I si S Fiecare specie a fost împărţită în 3 categorii: A, I şi S.Parametrii calculaţi sunt notaţi cu A'(spX), l'(5pX) şi S'(spX). Aceşti parametri
reprezintă abundenţa cantitativă a categoriei de mărime considerată, din totalul populaţiei.
Dacă de exemplu analizăm într-un ecosistem specia Abramis brama şi se obţin pentru ea valorile A-80%, l'=14%, S'=6%, interpretarea se va face conform figurilor referitoare la AF şi SF.
Parametrii AF. IF, SF ş i C Modul de calcul este similar cu cel din paragraful anterior, cu notaţia că de
data aceasta se iau în consideraţie toate exemplarele din categoria trofică F.Aceşti parametri sunt în legătură directă cu abundenţa C din toate
asociaţiile.Creşterea abundenţei C duce în mod direct la o scădere a lui SF şi ulterior
şi a celorlalte grupe de F (IF şi AF).Pentru un moment dat C mare=AF mare=SF mic şi invers.
Concluzii Dacă se constată că majoritatea parametrilor sunt în domeniul optim şi unul
singur are o valoare nedorită, atunci este foarte plauzibil că asociaţia se află într-o stare de neechilibru.
Aceasta pentru că parametrii descrişi anterior se completează reciproc (sunt complementari unul cu altul).
Situaţia este analoagă cu cea a unei coloane de cărămizi dreptunghiulare care este stabilă comparativ cu o coloană de acelaşi tip la care una dintre cărămizi este o bilă.
Adăugând faptul că parametrii descrişi se află corelaţi între ei, determinându-se reciproc în timp, orice şoc extern face ca edificiul să se răstoarne, piesele antrenându-se una pe alta în cădere.
In situaţia A toţi parametrii sunt în domeniul dezirabil (optim) şi înteaga construcţie (asociaţie) este stabilă (echilibrată).
In situaţia B un singur parametru este în domeniul indezirabil, echilibrul fiind precar. Cel mai mic şoc extern este capabil să scoată sistemul din starea iniţială.
Parametrii astfel stabiliţi nu pot fi comparaţi cu valori obţinute pentru alte ecosisteme chiar dacă sunt obţinute în acelaşi an calendaristic. Analiza se face pentru acelaşi bazin acvatic, comparând valorile în ani succesivi.
Ţinem,seama de faptul că valorile date nu sunt rigide, ele reprezintă ecosisteme lacustre de climă temperată (din America de Nord).
Limitele externe, tendinţele de evoluţie, ca şi arealele optime pot fi însă mai ' uşor exprimate şi înţelese.
Răspunsul privitor la starea de echilibru nu se poate da decât urmărind aceşti parametrii în timp.
2. Parametrii ecologici utilizaţi în mediul terestru 2.1.
Producătorii primari
2.1.1. Populaţia dominantă (sau populaţiile dominante în cazul unorpopulaţii omogene cantitativ).
Este un indice calitativ foarte important pentru producătorii primari din mediul terestru datorită capacităţii de edificare (formare) a întregului ecosistem. El redă oferta de biomasă primară pentru verigile trofice următoare şi prin influenţa specifică pe care o exercită asupra biotopului. Stabilitatea şi diversitatea ecosistemelor terestre sunt la rândul lor determinate de specia edificatoare ca şi caracterul lor de instalare primară sau secundară într-o anumită zonă (teritoriu).
Stabilirea populaţiei dominante se efectuează anual (pentru păduri odată la 5 ani).
2.1.2. Biomasa
Biomasa reprezintă întreaga cantitate de fitomasă produsă de ecosistem. ea se calculează la unitatea de suprafaţă şi reprezintă capacitatea de acumulare, în condiţiile date, de bioforme similare şi variabilitate a condiţiilor de mediu concrete.
Metodele de determinare sunt specifice tipului de bioformă. Cea mai bună metodă, este însă cea directă, a recoltării, atât în cazul arborilor cât şi ai stratului ierbos, date fiind dificultăţile de lucru pentru aplicarea metodei directe, la arbori se aplică metoda indirectă, a inventarierii indivizilor fiecărei populaţii şi stabilirea biomasei individuale medii (metoda Newbould 1968 şi Treczik 1967). Rezultatele se dau gravimetric sau energetic.
Datele obţinute pot asigura comparaţia între acumulările tuturor producătorilor primari din toate ecosistemele terestre, dar menţinând diferenţa
între cele dominante de populaţie cu mare perenitate şi cele cu perenitate redusă (respectiv diferenţele între păduri, tufărişuri, pajişti). Determinările se fac la arbori anual, la ierburi sezonier (adică primăvara şi vara).
2.1.3. Producţia
Producţia se defineşte ca întreaga cantitate de masă sintetizată pe unitatea de suprafaţă în unitatea de timp. Toţi producătorii primari, indiferent de dimensiune, vârstă şi staţiune, pot fi comparaţi prin acest parametru în condiţii uniforme. Ca urmare producţia reprezintă termenul de comparaţie cel mai bun, indiferent de condiţiile variabile existente în ecosistem.
Metoda de determinare optimă este cea aplicată pentru determinarea biomasei, cu condiţia de a fi aplicată cel puţin pentru un anumit interval de timp (deci în două momente diferite şi specifice pentru intensitatea producţiei - zile, luni, ani).
La arbori se recomandă la un interval de un an, iar pentru ierburi la 10-15 zile în perioada creşterii maxime a biomasei (primăvara şi vara).
2.1.4. Pigmenţii asimilatori
Pigmenţii asimilatori reprezintă un indice ecofiziologic sintetic, exprimat prin cantitatea de clorofilă şi pigmenţi carotenoizi sintetizate într-un moment tipic de activitate metabolică. El reflectă capacitatea de activitate virală a populaţiilor vegetale analizate. Cantitatea de pigmenţi asimilatori:
- indică starea de echilibru a vegetaţiei cu biotopul în care trăieşte,- evidenţiază raportul dintre activitatea asimilatoare şi respiraţie,- permite o corelare cu productivitatea ecosistemului întrucât întotdeauna
cantitatea de pigmenţi asimilatori este excedentară faţă de cantitatea necesarăpentru absorbţia energiei solare.
Cantitatea de pigmenţi asimilatori este un indicator foarte sensibil şi de aceea este util pentru comparaţii între situaţii productive foarte asemănătoare, uniforme, de preferinţă cu un singur factor mai important de variaţie.
Metoda utilizată este cea spectrofotometrică, cu extracţia totală a pigmenţilor în acetonă. Pentru clorofilă se utilizează metoda Comar şi Zscheille (1941) îmbunătăţită de Bruinsma (1963) şi Holm (1957), revizuită de Fabian (1971).
Determinările se fac în condiţii omoloage pentru termenii de comparaţie: la plantele mature se face din frunze mature, la frunze - pe frunze "de soare" şi "de umbră" (expuse direct la radiaţia solară sau cele iluminate indirect) şi menţinute întotdeauna la categoria de frunze aleasă.
Este bine ca analizele să fie efectuate în perioada de creştere vegetativă maximă.
2.2. Consumatorii
2.2.1. Densitatea
Abundenţa permite estimarea numerică sau gravimetrică a consumatorilor din ecosistemul studiat. Metodele de colectare diferă de la biotop la biotop, strate de vegetaţie şi tip de organisme. Estimările gravimetrice se dau la unitatea de suprafaţă, dar valorile se exprimă cel mai bine în KJ ca unitate de măsură universală.
2.2.2. Abundenţa relativă
Abundenţa relativă pune în valoare mărimea participării fiecărei componente specifice la alcătuirea cenozelor luate în studiu. Procentele structurale cu care intervine fiecare specie sau grup taxonomic se reprezintă în tabele ţinându-se seama de perioada de timp şi de tipul de asociaţie vegetală. Abundenţa relativă se calculează prin raportarea valorilor unei specii la valorile întregii zoocenoze din care face parte. Pe baza abundenţei relative se definesc componentele specifice care exercită o influenţă asupra ansamblului zoocenotic de la nivelul litierei şi a suprafeţei solului. Datele se grupează în clase de abundenţă relativă astfel:
CI. I - sub 1,1% - subrecedente;CI. II-1,1-2%-recedente;CI. III - 2,1-5% - subdominante;CI. IV - 5,1-10% - dominante;CI. V - peste 10% - eudominante.
2.2.3. Dominanţa
Dat fiind faptul că în componenţa unei biocenoze intră un număr mare de specii, precizarea formelor dominante şi a ponderilor în structura biocenozei este un parametru semnificativ pentru caracterizarea echilibrului ecologic şi sensului transferului de materie şi energie.
Dominanţa se calculează prin însumarea primelor două valori aloe abundenţei relative şi raportarea lor la abundenţa întregii biocenoze (indicele lui : McNaughton).
de y
unde: Y, şi Y2= abundenţa primelor două specii îo ordinea valorică; Y= abundenţa totală a biocenozei.
2.2.4. Diversitatea
Justificarea şi criteriile au fost prezentate în capitolul 5.2.1.6., dar modali-tatea de calculare este cea recomandată de Shannon-Weaver, pe baza formulei:
H- -ip tlnP,
în care Pi = proporţia de reprezentare numerică a fiecărei specii.Valorile obţinute permit măsurarea proporţiei relative şi a numărului de
specii întâlnite într-o biocenoză.
2.2.5. Echitabilitatea
Pentru calcularea echitabilitătii se utilizează formula:
E.Jitos
în care H = indicele de diversitate;S = numărul de specii;
care dă valori între 0 şi 1.
2.2.6. Indici sintetici pentru biocenoza solului
Indicii sintetici permit evidenţierea unor interrelaţii între diferitele grupe de organisme din biocenozele studiate. De aceea, propunem utilizarea a trei indici:
A), raportul C, / C2 (fitofagi / răpitori)Acest raport indică relaţiile trofice în ecosistemele echilibrate. Dacă el
suferă fluctuaţii, înseamnă că în zoocenoza apar dezechilibre în relaţiile interspecifice ca urmare a apariţiei unor factori perturbatori.
B). raportul acarieni / colembole indică proporţia în care se întâlnesc în solurile principale două grupe de organisme detritofage şi răpitoare. Este un indice relativ uşor de utilizat. Se recomandă folosirea sa utilizând valorile în KJ măsurate când se calculează densitatea biomasei.
C). raportul enchitreide / nematode exprimă gradul de stabilitate ai bioce-nozei, intensitatea procesului de humificare şi gradul de fertilizare a solurilor. Se folosesc tot valorile în KJ calculate când s-a stabilit densitatea biomasei.
2.3. Degradatorii
2.3.1. Respiraţia globală
Cantitatea de CO2 degajată de o probă de sol sau de o suprafaţă de sol este în generai direct proporţională cu activitatea metabolică globală a microbiocenozei solului respectiv.
Practic nu există posibilitatea de a separa (la o suprafaţă de sol) CO2
degajat de rădăcini de CO2 degajat de microfauna solului şi de microbiocenoza solului. Din acest motiv se preferă corelarea unor determinări "in situ" cu deter-minări "in vitro".
Pentru o bună interpretare se recomandă ca aceleaşi probe de sol să i se determină:
- activitatea enzimatică;- respiraţia globală (degajarea de CO2).
Având aceste date (corelate obligatoriu cu umiditatea relativă, pH-ul soluţiei solului şi carbonul organic total) se poate trage o concluzie bine fondată asupra intensităţii metabolismului global şi a microbiocenozei solului cercetat, parametru . important al ecosistemului supus controlului prin monitoring.
Principiul metodei de determinare a respiraţiei constă în fixarea cu un reactiv a CO2 degajat în unitatea de timp şi pe unitatea de suprafaţă (sau de greutate volumetrică a solului).
Metoda lui Isermeyer (1952) se bazează pe fixarea CO2 pe o bază slabă cu un titru cunoscut. Cantitatea de CO2 fixat precipită o parte echivalentă a bazei, aşa încât după titrarea cu un acid slab se poate calcula cantitatea de CO2 absorbit (deci a celui degajat de probă). Probele pentru determinarea degajării de CO2 se pot recolta pe nivele de adâncime sau pe orizonturi genetice.
Pentru determinările "in situ" se îndepărtează succesiv straturile superioare determinându-se degajarea de CO2 la diferite nivele. Ea se exprimă în mg CCyh/m2.
In cursul experimentărilor s-a constatat că rezultatele de teren diferă de rezultatele de laborator în proporţie de 1:20.
Ca baze slabe pentru fixarea CO2 se folosesc NaOH sau KOH în concentraţii care variază între 0,5-2,0 N.
Suprafaţa de contact dintre baza slabă şi atmosfera recipientului de experimentare (sau de captare a CO2) nu modifică în mod substanţial rezultatele.
Prin folosirea unor inhibitori selectivi se poate determina cantitatea de CO2
degajată de activitatea metabolică a bacteriilor, actinomicetelor sau a ciupercilor.
2.3.2. Activitatea enzimatică
Datorită faptului că nu se poate realiza o separare reală a activităţilor microbiene de celelalte organisme din sol, s-au elaborat metode de determinare a unor activităţi metabolice prin măsurători ale valorilor enzimatice ale probei de sol analizate. In mod obişnuit se fac măsurători ale activităţilor enzimatice pentru dehidrogenază, fosfatază şi catalază. Sinteza datelor obţinute permite obţinerea unui indicator enzomatic global al activităţii solului.
2.3.2.1. Activitatea dehidrogenazică
Dehidrogenazele sunt enzime din grupa oxidoreductazelor cu o largă
răspândire în microorganismele ce alcătuiesc microbiocenoza solului (bacterii, actinomicete, ciuperci).
Activitatea dehidrogenazică a unui sol este corelată direct proporţional cu intensitatea metabolismului global al microbiocenozei acelui sol.
Determinând activitatea dehidrogenazică, după o tehnică simplă, standardizată, uşor de reprodus şi larg răspândită în laboratoarele din lume, se poate obţine o imagine sintetică asupra activităţii de mineralizare a substratelor organice de către microorganismele din proba analizată.
Considerăm că determinarea sezonală a activităţii dehidrogenazice poate furniza o imagine suficient de precisă asupra activităţii microbiocenozei solului cercetat.
Principiul metodei de determinare a activităţii dehidrogenazice a fost imaginat de Lenard (1956), dar în prezent se foloseşte pe scară largă metoda lui Casida (1964) în diferite variante.
Probele de sol pot fi recoltate pe nivele diferite de adâncime sau pe orizonturi genetice, de preferat câte 5-7 probe medii pentru fiecare staţie.
După prelevare probele se usucă la temperatura camerei timp de 24 ore şi se cern prţn sită de 2 mm.
Din 'probele proaspete se determină umiditatea relativă (deoarece activitatea dehidrogenazică se raprotează la 100 g sol uscat).
Amestecul activ de reacţie se prepară din: 3 g soluţie, 0,5 ml dintr-o soluţie de TTC (clorură de 2,3,5 trifenil tetrazoliu) 3% în. apă distilată şi apă de robinet, până la formarea unei pelicule de lichid de 2-3 mm la suprafaţa particulelor de sol. Incubarea amestecului activ de reacţie se face timp de 24 ore la temperatura de 28°C. Timpul de incubare şi temperatura pot varia în anumite limite, dar având în vedere că rezultatele nu au decât o valoare relativă, acest lucru nu are importanţă.+
In timpul incubării se produce următoarea reacţie:TTC (incolor) + 2H+ - FORMAZAN (roşu). Formazanul este extras din
amestecul de reacţie cu acetonă sau cu alcool etilic 90°. Se măspară volumul de solvent în care a fost extras formazanul pentru fiecare probă, după care se determină extincţia amestecului.
Pentru fiecare lot de probe se prepară şi un amestec.de reacţie martor cu solul inactivat prin uscare timp de 24 ore la 110°C.
Activitatea dehidrogenazică se exprimă în mg/formazan/100 g sol uscat. Se poate determina activitatea dehidrogenazică actuală (fără să se adauge la amestecul de reacţie o sursă de carbon), sau activitatea dehidrogenazică potenţială (cu o adăugare la amestecul de reacţie a unei, surse exogene de carbon, glucoza, fructoză, etc).
Prin folosirea unor inhibitori specifici ai grupelor de microorganisme (penicilină, streptomicină, cloramfenicol) se poate determina activitatea dehidrogenazică a bacteriilor, actinomicetelor sau ciupercilor dintr-o probă de sol.
2.3.2.2. Activitatea catalazică
Catalazele sunt enzime din grupa oxidoreductazelor prezente doar în microorganismele aerobe.
Catalaza descompune H2O2 (apa oxigenată) ce se formează în timpul metabolismului energetic al microorganismelor aerobe, lipsind la microorganismele strict anaerobe.
Cantitatea de catalaza variază în celula microorganismelor între 10'9 -10'10
moli/mg substanţă uscată. Activitatea catalazică a unui sol se corelează direct proporţional cu numărul celulelor viabile din proba de cercetat.
Determinarea sezonală a activităţii catalazice poate surprinde variaţiile numerice caracteristice zonelor cercetate.
V. Brisou (1968) a folost pentru prima oară proprietatea sulfatului de titan de a da o coloraţie galbenă cu apa oxigenată.
Probele de sol pentru determinarea activităţii catalazice pot fi recoltate pe nivele de adâncime sau pe orizonturi genetice ale solului.
Amestecul activ de reacţie se prepară în baloane Erlenmeyer de 100 ml din 5 g sol proaspăt (după cernere prin sita de 2 mm). Probele martor (1 pentru fiecare probă) primesc 5 ml acid sulfuric 10% sau 5 ml acid tricloracetic 10% pentru inactivarea catalazelor (pentru a se putea determina o eventuală activitate catalazică a probei inactivate).
Toate recipientele se pun într-o baie cu apă şi cu bucăţi de gheaţă; după 15 minute se adaugă câte 20 ml H2O2 având o concentraţie de 0,1%.
După 1 oră de incubare se adaugă la flacoanele active câte 5 ml acid sulfuric 10% sau 5 ml acid triclor acetic 10% pentru a opri reacţia. Conţinutul flacoanelor se filtrează printr-o hârtie de filtru lentă, iar filtratul se pune într-o eprubetă, adăugându-se la fiecare câte 2 ml sulfat de titan (soluţie de sulfat de titan 2% într-o soluţie de H2SO4 2,5 N). După obţinerea coloraţiei galben-portocalii se completează cu 10 ml apă distilată; şi astfel se obţine o coloraţie galben-deschis. Conţinutul se agită, apoi se determină extincţia. Concentraţia în H2O2/ml găsită în filtratul probei (concentraţia reziduală) se scade din concentraţia găsită în proba martor, rezultatul reprezentând cantitatea de H2O2/ml descompusă de probă în timpul de incubare.
Activitatea catalazică se exprimă în diferite moduri ţinând cont de modul de alcătuire a amestecului activ de reacţie. Corelând cantitatea de catalaza prezentă într-o celulă cu cantitatea de enzimă decelată (se cunoaşte intensitatea activităţii unei anumite cantităţi de enzimă). In acest mod se poate calcula destul de precis numărul de celule viabile per cantitatea de sol.
2.3.2.3. Activitatea fosfatazică
Pentru determinarea activităţii fosfatazice se utilizează metoda Krămer şi Erdei (1959). Amestecurile de reacţie constau din 2,5 g sol + 2 ml toluen 0,5% + 10 ml sol. fenilfosfat disodic 0,5%. Citirea se face la colorimetru
2.3.2.4. Indicatorul enzimatic global
Reprezintă forma sintetică de exprimare cifrică a celor 3 analize prezentate mai înainte. Pentru aceasta se ia drept 100% valoarea maximă a fiecărei activităţi enzimatice (valoare stabilită prin analize multianuale, repetate pe numeroase probe de sol din ecosistemul studiat) şi se obţin activităţile relative procentuale. Prin asemănarea lor se calculează indicatorul enzimatic global al calităţii solului.
3. Parametrii care se urmăresc în mediul subteran
întrucât mediul subteran posedă concomitent ecositeme terestre şi acvatice care însă nu au la bază producători primari, monitoringul biologic urmează a se realiza numai asupra consumatorilor secundari şi degradatorilor. In acest scop se vor folosi următorii parametrii descrişi anterior:
Indicatori Concentraţie Concentraţie Metodă de analiză
admisă admisăexcepţional
Aluminiu (Al3*), 0,05 0,2 STAS 6326-90
mg/dm3, max.
Amoniac (NHV), 0 0,5* STAS 6328-85
mg/dm3, max
Azotiţi (N02■), mg/dm3, 0 0,3* STAS 3048/2-90
maxCalciu (Ca2*), mg/dm3, 100 180 ' STAS 3662-62
maxClor rezidual în apa STAS 6364-78
dezinfectată princlorinare (Cl2,mg/dm3**)- la consumator- clor rezidual liber 0.10...0,25 -- clor rezidual total 0,10...0,28 -- la intrarea în reţea
clor rezidual liber, max 0,50clor rezidual total, max 0,55 -
Cloruri (CI), mg/dm3, 250 400 STAS 3049-88
maxCompuşi fenolici 0,001 0,002 STAS 10266-87
distilabili, mg/dm3, max
Cupru (Cu2*), mg/dm3, 0,05 0,1 STAS 3224-69
max
Detergenţi sintetici. 0,2 0,5 STAS 7576-66
anionici, mg/dm3, max
Duritate totală, grade 20 30 STAS 3026-76
germane, max
Fier (Fe2*, Fe3*), 0,1 0,3 STAS 3086-68mg/dm3, max (Fe2*+Fe3*+Mn)
Fosfaţi (PO43), mg/dm3, 0,1 0,5 STAS 3265-86
max
Magneziu (Mg2*), 50 "* 80 STAS 6674-77
mg/dm3, max
Mangan (Mn), mg/dm3, 0,05 0,3 STAS 3264-81
max (Mn+Fe2*+Fe3*)
Oxigen dizolvat (O2), 6 6 STAS 6536-87mg/dm3, min
Reziduu fix, mg/dm3 STAS 3638-76
mm 100 30max 800 1200
Substanţe organice STAS 3002-85
oxidabile, mg/dm3, max- prin permanganat depotasiu exprimate în:
- CCO-Mn(O2) 2,5 3,0- permanganat depotasiu
(KMnO4) 10 12- prin metoda cudicromat de potasiu,CCO-Cr(O2) 3 5
Sulfaţi (SO„2-), mg/dm3, 200 400 STAS 3069-87
max
Sulfuri şi hidrogen 0 0,1* STAS 7510-66
sulfurat, mg/dm3, max
Zinc (Zn2*), mg/dm3, 5 7 STAS 6327-81
max
*) Valorile sunt valabile numai pentru ape din surse subterane, provenite de la adâncimi mai mari de 60 m, neclorinate, cu condiţia ca apa să fie corespunzătoare din punct de vedere bacteriologic. **) Clorul rezidual liber trebuie să reprezinte minim 80% din clorul rezidual total. ***) In cazul când concentraţia sulfaţilor (SO/~) depăşeşte 250 mg/dm3, concentraţia maximă admisă pentru magneziu (Mg2*) este de 30 mg/dm3.
Cadmiu (Cd2*), mg/dm3, max 0,005 STAS ISO 5961 STAS 11184-78
Cianuri libere (CNT), mg/dm3, max 0,01 STAS 10847-77
Crom (Cr6*), mg/dm3, max 0,05 STAS 7884-67
Fluor (F), mg/dm3, max 1.2 STAS 6673-62
Hidrocarburi policiclice aromatice, ug/dm3, max
0,01 *)
Mercur (Hg2*), mg/dm3, max 0,001 STAS 10267-89
Nichel (Ni2*), mg/dm3, max 0,1 *)
Pesticide (insecticide organoclorurate, organofosforice, carbamice, erbicide), ug/dm3, max - fiecare componentă - suma tuturor componentelor din fiecare clasă
0,10,5
STAS 12650-88
Plumb (Pb2*), mg/dm3, max 0,05 STAS 6362-85
Seleniu, mg/dm3, max 0,01 STAS 12663-88
Trihalometani, mg/dm3, max -total - din care cloroform (CHCI3)
0,10,03
*)
Uraniu natural, mg/dm3, max 0,021 STAS 12310-82
*) Metodele de analiză sunt conform instrucţiunilor Ministerului Sănătăţii.
OBSERVAŢIE:
Indicatorii chimici prevăzuţi în tabelele de mai sus nu sunt limitaţi, ei putând fi completaţi cu orice indicator chimic existent în apa potabilă, apărută într-un anumit sistem de purificare si distribuţie, cu condiţia ca acesta să fie aprobat de către Ministerul Sănătăţii.
3.3. Indicatori radioactiviValorile maxime admise pentru indicatorii radioactivi corespund unui aport
al apei potabile la doza pentru populaţie de 5 mrem/an (0,05 mSv/an) la un consum zilnic de 2 dm3 de apă.
3.3.1. Activitatea global ă alfa si beta Activitatea globală alfa şi beta, maxim admisă, se stabileşte în funcţie de
aportul însumat maxim al radionuclidului radiu 226 a radioactiv şi radionuclidului stronţiu 90 p radioactiv şi este prezentată în tabelul următor:
Activitatea globală, max. *)
Concentraţii admise
**)
Concentraţii admise
excepţional
Metoda de analiză
Bq*")/dm3
-alfa 0,1 2,3 STAS 100447/1-83
-beta 0 50 STAS 10447/2-83
*) Nu include activitatea radonului şi tritiului.**) In cazul în care concentraţiile admise sunt depăşite este necesară determinarea activităţiispecifice a radionuclizilor prevăzuţi tn tabelul 6.***) 1 Bq= 27 pCI.
3:3.2. Activitatea specific ă admis ă a fiecărui radionuclid prezent în apa potabilă este dată în tabelul de mai jos. In cazul în care în apă există mai mulţi radionuclizi trebuie respectată relaţia:
A + A +... + A s!Aal Aal Au,
în care:A,....A, - activitatea specifică a radionuclidului 1 ,...,i, în apa potabilă, în becquereli/lAg,,...^ - activitatea specifică admisă pentru radionuclizii 1,..., i, în apa potabilă în becquereli/l.
Radionuclid Activitatea specifică Metode de analiză
Felul apei potabile Nr. total de Nr. probabil Nr. probabil de Nr. probabil debacterii care de bacterii bacterii streptococise dezvoltă la conforme coliforme fecali/100 cm3
Apă furnizată deinstalaţii centrale urbaneşi rurale cu apădezinfectată- punct de intrare inreţea sub 20 0 0 0- punct din reţeaua dedistribuţie sub 20 0") 0 0
Apă furnizată deinstalaţii centrale urbaneşi rurale cu apănedezinfectată- punct de intrare înreţea sub 100 sub 3 0 0- punct din reţeaua dedistribuţie sub 100 sub 3*") 0 0
Apă furnizată din surselocale (fântâni, izvoare,etc) sub 300 sub 10 sub 2 sub 2
*) UFC= unităţi formatoare de colonii**) In 95% din probele analizate în cursul anului, în cazul debitelor mari şi al unui număr suficientde recoltări. Ocazional, fără a depăşi 5% din probele analizate şi niciodată în recoltări consecutive,se admite max. 3/100 cm3
***) In 95% din probele analizate în cursul anului, în cazul debitelor mari şi a unui nuămr suficientde recoltări. Ocazional, fără a depăşi 5% din probele analizate şi niciodată în recoltări consecutive,se admit sub 10/100 cm3
OBSERVAŢIE: Indicatorii bacteriologici prevăzuţi în tabelul de mai sus nu sunt limitativi, aceştia putând fi completaţi cu condiţia să fie aprobaţi de către Ministerul Sănătăţii.
*) 1 mg Potasiu 40 are activitatea de 0,31 Bq**) Metodele de analiză sunt conform instrucţiunilor Ministerului Sănătăţii***) 1 mg Uraniu natural (conţine toţi izotopii săi naturali) are activitatea de 25,35Bq****) 1 ug Toriu natural are activitatea de 0,041 Bq*****) Prezenţa radionuclizilor artificiali nu este permisă în subterane de apăpotabilă
3.5. indicatori biologici (conform STAS 6329-90)
Indicatori Concentraţii admise
Volumul sestonului obţinut prin filtrare prin fileu! planctonic, cm3/m3, max: - în instalaţii centrale - în instalaţii locale
1 10
Organisme animale, vegetale şi particule vizibile cu ochiul liber
lipsă
Organisme animale microscopice, număr/dm3, max. '
20
Organisme care prin înmulţirea în masă modifică proprietăţile organoleptice sau fizice ale apei în 100 dm3'
lipsă: se admit exemplare izolate în funcţie de specie *)
Organisme indicatoare de poluare lipsă
Organisme dăunătoare sănătăţii: ouă de geohelminţi, chisturi de giardia, protozoare intestinale patogene
lipsă
*) Organismele care se admit în exemplare izolate se vor stabili de către Ministerul Sănătăţii
Anexa 4
CONDIŢIILE TEHNICE PENTRU CALITATEA AERULUI ÎN ZONELE PROTEJATE
Tab 1. Concentraţiile maxime admisibile ale substanţelor chimice poluante din aerul zonelor protejate
Substanţa poluantă Concentraţia maximă admisibilă mg/dm3 Metode de analiză
medie de scurtă durată
medie de lungă durată
30 min. zilnică lunară anuală
Acid azotic 0,1 - - - ")
Acid clorhidric 0,3 0,1 - - STAS 10913-77
Acroleină 0,03 0,01 - - STAS 11331-79
Aldehide (HCHO) 0,035 0,012 - - STAS 11332-79
Amoniac 0,3 0,1 - - STAS 10812-76
Anhidridă fosforică 0,3 0,1 - - *)
Arsen - 0,003 - - STAS 10931-77
Benzen 1,5 0,8 - - *)
Cadmiu 0,00002 - - ")
Clor 0,1 0,03 - - STAS 10946-77
Crom (CrO3) 0,0015 - - STAS 11103-78
Dioxid de azot 0,3 0,1 - 0,01 STAS 10329-75
Dioxid de sulf 0,75 0,25 - 0,06 STAS 10194-75
Fenol 0,1 0,03 - - STAS 11027-77
Fluor: ■ compuşi anorganici gazoşi şi sub formă de aerosoli uşor solubili (F) - compuşi organici sub formă de aerosoli greu solubili (F)
0,0150,005
0,03
0,0012 - STAS 10330-75
Funingine 0,15 0,05 - - *)
Furfurol 0,15 0,05 - - *)
Hidrogen sulfurat 0,015 0,008 - - STAS 10814-76
Mangan-compuşi (Mn) - .0,01 - - STAS 10815-85
Metanol 0,1 0,5 - - STAS 11105-78
Metil mercaptan - 0,00001 - *)
Oxid de carbon 6,0 2,0 - - • *)
Oxidanţi (03) 0,1 0,003 - - STAS 11010-78
Plumb - 0,0007 - - STAS 10810-76
Sulfanţi în suspensie inclusiv aerosoli de acid sulfuric(so„2-
0,03 0,012 - - STAS 11194-79
Sulfura de carbon 0,03 0,005 - - STAS 11104-78
Tricloretenă 4,0 1,0 - - *)
Pulberi în suspensie 0,5 0,15 - 0,075 STAS 10813-76
OBSERVAŢIE: In cazul altor substanţe decât cele din tabel, se consideră câ acestea depăşesc concentraţiile maxime admise atunci când mirosul lor dezagreabil şi persistent este sesizabil olfactiv.
2. Concentraţia admisă pentru următoarele substanţe cu acţiune sinergică, prezente simultan în aer
- SO2, NO2 şi NH3- SO2 şi F (compuşi anorganici);- SO2 şi aerosoli de H2SO,,;- SO2 şi pulberi în supensie;- NO2 şi pulberi în suspensie;- HCI, HNO3 şi aerosoli de H2SO4;
se calculează cu formula:C1/Cma1+C/Cma2+...+C/Cmal<1 in care
C,, C2, C, - concentraţia substanţei poluante 1, 2, i, în aer;Cma1, Cma2,...,Cnai - concentraţia maximă admisă pentru substanţele poluante 1,
Amoniac (NH3), mg/dm3, max 0,1 0,3 0,5 STAS 8683-70
Azotaţi (NO3"), mg/dm3, max 10 30 nu se normează
STAS 8900/1-71
Azotiţi (NO/), mg/dm3, max 1 3 nu se normează
STAS 8900/2-71
Calciu (Ca2*), mg/dm3, max 150 200 300 STAS 3662-62
Clor rezidual liber (Cl2), mg/dm3, max 0,005 STAS 6364-78
Cloruri (CI), mg/dm3, max 250 300 300 STAS 8683-70
Dioxid de carbon liber, mg/dm3, max 50 STAS 3263-61
Fenoli antrenabili cu vapori de apă (C6H5OH), mg/dm3, max
0,001 0,02 0,05 STAS 7167-65
Fier total (Fe2*), mg/dm3, max 0,3 1 1 STAS 8634-70
Fosfor (P), mg/dm3, max 0,1 STAS 10064-75
Hidrogen sulfurat şi sulfuri (S2~), mg/dm3, max
lipsă lipsă 0,1 STAS 7510-66
Magneziu (Mg2*), mg/dm3, max 50 100 200 STAS 6674-77
Mangan (Mn2*), mg/dm3, max 0,1 0,3 0,8 STAS 8662-70
Oxigen dizolvat în apă (02), mg/dm3, max
6 5 1 STAS 6536-88
Produse petroliere, mg/dm3, max 0,1 STAS 7877-87
Reziduu filtrabil uscat la 150°C, mg/dm3, max
750 1000 1200 STAS 9187-84
Sodiu (Na*), mg/dm3, max 100 200 200 STAS 8295-69
Substanţe organice (O2) a) consum biochimic de oxigen (CBO5), mg/dm3, max b) consum chimic de oxigen (CCO), mg/dm3, max - prin metoda cu permanganat de potasiu - prin metoda cu dicromat de potasiu
51010
715 20
1225 30
STAS 6560-74STAS 9887-74 STAS 6954-82
Sulfaţi (SO„2-), mg/dm3, max 200 400 400 STAS 8601-70
OBSERVAŢIE: Condiţiile de calitate ale apei de categoria III corespund cerinţelor de desfăşurare a proceselor biologice care asigură autoepurarea
2.2. Indicatori chimici specifici
Indicatorul, mg/dm3, max Valori admise Metoda de analiză
*Pentru apele de suprafaţă de categoria I de calitate utilizate la alimentarea centralizată cu apă potabilă se admite max. 1,2 mg/dm3.
2.3. Indicatori microbiologici
Indicatorul Categorii de calitate Metoda de analiză
1 II şi III
Bacterii coliforme totale, număr probabil/dm3, max
100.000 nu se normează
STAS 3001-83
2.4. Indicatori pentru procesul de eutrofizare
Indicatorul Valori admise Metoda de analiză
Lacuri naturale şi de acumulare
oligotrofe mezotrofe eutrofe
Grad de saturaţie în oxigen, % min. 70 40...70 max. 40 STAS 6536-87
Substanţe nutritive - azot total (N), mg/dm3 - fosfor total (P), mg/dm3
max. 0,3 max. 0,03
max. 1 max. 0,1
min. 1,5 min. 0,15
STAS 7312-83 STAS 10064-75
Biomasă fitoplanctonică, mg substanţă umedă/dm3
până la 10 exclusiv
de la 10 inclusiv până la 20 exclusiv
min. 20
Oxigen dizolvat 6
Produse petroliere fără peliculă vizibilă la suprafaţa apei
Pesticide organofosforice lipsaP l u m b " ■ • . ■ • ■ - * A - : ■ ■ ' ■ ' ■ ' ■ " ?„. ' 0.05
Grad de saturaţie în oxigen la 20°C, %,min ,..... . ;. . . . . .
75
Substanţe organice (02), consum biochimic de oxigen, (CBOS);
- - 5-
Zinc
2. Indicatori microbiologici
Indicatorul Valoare admisă Metoda de analiză
Bacterii coliforme totale, număr probabil/dm3, max
: 20.000 STAS 3001-89
B. Apa Mării Negre în zona litoralului românesc (cu excepţia apei din zonele naturale amenajate pentru înot)
1. Indicatori chimici _____________Indicatorul, mg/dm3, max Valori admise
Arsen 0,03
Cadmiu 0,03
Cianuri 0,2
Crom (Cr6*) 0,1
Cupru 0,3
Detergenţi anioactivi 0,3
Fenoli antrenabili cu vapori de apă (C6H5OH)
0,02
Anexa 6
CONDIŢII TEHNICE DE CALITATE A APELOR PENTRU IRIGAREA CULTURILOR AGRICOLE
1. Concentraţia ionilor de hidrogen (pH)Denumirea Neutră Slab acidă Slab alcalină Metoda de indicatorului verificare Concentraţia ionilor de 6,5.7,2 5,5..6,4 7,3.8,6 STAS 6325-75 hidrogen (pH)
OBSERVAŢIE: Utilizarea unor ape pentru irigarea culturilor agricole ce au pH-ul mai mic de 5,5 sau mai mare de 8,6 produce procese de degradare secundară a solului.
2. Indicatori salini
2.1. Reziduul salin, carbonatul de sodiu rezidual (indicele CSR) şi conţinutul de cloruri şi sulfaţi
Denumirea indicatorului Clasa de salinitate Metoda de verificareC, C2 C3 C4 Reziduu salin, mg/dm3, max 100 500 1500
*) Metodele de analiză sunt conform instrucţiunilor Consiliului Naţional al Apelor şi Ministerului Agriculturii**) Pentru culturile viticole şi pomicole prin aspersiune conţinutul de bor este de max. 0,75 mg/dm3.
3.2. RadioactivitateRadioactivitatea trebuie să corespundă reglementărilor în vigoare.
4. indicatori microbiologici
Denumirea indicatorului Categoria Metoda de verificare
M2 M3
Bacterii cpliforme totale, număr probabil/dm3
max. 100 peste 100... .. 100.000
peste 100.000.... 10.000.000
STAS 3001-83
Bacterii coliforme fecale, număr probabil/dm3
absent max. 10.000 peste 10.000 * .1.000.000
Streptococi fecali număr probabil/dm3
absent max. 10.000 peste 10.000 .1000.000
Bacterii din genul Salmonella
absent/1000cm3
absent/ 300 cm3
absent/100 cm3
*
Anexa 7
CONDIŢII TEHNICE DE CALITATE PENTRU APE DIN ZONE NATURALE AMENAJATE PENTRU ÎNOT
Caracteristica Concentraţia admisă
Metode de analiză
Cadmiu (Cd2+), mg/dm3, max 0,005 STAS 7852-80
Cianuri (CN"), mg/dm3, max 0,01 STAS 7685-79 STAS 10847-77
Concentraţia ionilor de hidrogen (pH) 6,5...8,5 STAS 6325-75
Detergenţi anionici, mg/dm3, max 0,5 STAS 7576-66
Mercur (Hg2+), mg/dm3, max 0,005 STAS 8045-79 STAS 10267-75
Oxigen dizolvat (O2), mg/dm3, max 1,6 STAS 6536-62
Produse petroliere, mg/dm3, max 0,1 STAS 7877-87
Substanţe organice: consum biochimic de oxigen la 5 (CBO5), (O2), mg/dm3, max
5 STAS 6560-82
Suspensii totale fără suspensii X
Transparenţă, m, min. 2 X
*.) Metoda de verificare este conform instrucţiunilor Ministerului Sănătăţii.
