Mit jelentenek számunkra, miért vizsgáljuk őket? Vizsgálatok különböző térbeli skálán Vízgyűjtőterület jelentősége Veszélyeztető tényezők Bioinváziók

Átírás

1 Mit jelentenek számunkra, miért vizsgáljuk őket? Vizsgálatok különböző térbeli skálán Vízgyűjtőterület jelentősége Veszélyeztető tényezők Bioinváziók Tápanyagterhelés, ipari szennyezés Védelem: Ramsari Egyezmény Aktív cselekvési programok: EU Vízkeretirányelv (+ECOSURV)

2 Ramsari Egyezmény Megfogalmazás: Irán, Életbelépés: Cél: vizes élőhelyek megőrzésének elősegítése Ehhez szükséges intézményi és jogi keretek létrehozása Magyarország: 1979-ben csatlakozott

3 EU vízpolitika újragondolása már az 1980-as évek végén megkezdődött Frankfurt 1988: ökológiai minőséget lefedő közösségi joganyag szükségessége Hága, 1991: felszín alatti vizekről tartott miniszteri szeminárium: cselekvésre van szükség a felszín alatti vizek hosszú távú minőségi és mennyiségi leromlásának elkerüléséhez Szükséges egy 2000-ig végrehajtandó cselekvési program az édesvízkészletekkel történő fenntartható gazdálkodás és azok védelmének céljából Európai Tanács december 18: egy új keret-jellegű irányelv felvázolása a fenntartható vízvédelmi politika alapelveinek meghatározására Az Európai Bizottságot felkérték egy olyan javaslat kidolgozására, amely összhangban áll az állampolgárok, a civil szervezetek és más érdekelt intézmények vízzel kapcsolatos elvárásaival Fontos állomás: 1996-os brüsszeli Víz Konferencia, ahol az EU intézményein és tagországain kívül civil szervezetek, az ipar és a mezőgazdaság szereplői, fogyasztók és környezetvédők képviselői vettek részt

4 egyeztetési folyamat: tagjelölt országokat is bevonták, Magyarországot is! Európai Tanács és az Európai Unió Bizottsága október 23-án hagyta jóvá a vízvédelmi politika terén a közösségi fellépés kereteinek meghatározásáról szóló, 2000/60/EK számú irányelvet Víz Keretirányelv (rövidítve VKI) hatálybalépés dátuma december 22., ettől az időponttól számítják a különböző teljesítendő Határidőket keretet kíván biztosítani a Közösség édesvízzel kapcsolatos szabályozásának lefektetve egy új vízpolitika alapjait azzal a céllal, hogy az európai vizek jó állapotot érjenek el 2015-re

5 A VKI célkitűzésének legfőbb elemei: a vizekkel kapcsolatban lévő (a vízi és a vízi ökoszisztémáktól közvetlenül függő szárazföldi) ökoszisztémák védelme, állapotuk javítása, a hasznosítható vízkészletek hosszú távú védelmére alapozott fenntartható vízhasználat elősegítése, a szennyezőanyagok kibocsátásának (emissziójának) csökkentésével a vízminőség javítása, a felszín alatti vizek szennyezésének fokozatos csökkentése, és további szennyezésük megakadályozása, az árvizek és aszályok hatásának mérséklése.

6 Víz Keretirányelv 2000/60/EK irányelv december 22-én lépett hatályba egységes alapokon szabályozza a felszíni, felszín alatti vizek mennyiségi és minőségi védelmét, a pontszerű és diffúz szennyező-forrásokkal szembeni fellépést, előírja a vizek jó állapotának eléréséhez vezető intézkedések vízgyűjtő szintű összehangolását Víz Keretirányelv szerint az egész Duna medencét kell vízgyűjtő területnek tekinteni Magyarország egész területe a Duna vízgyűjtőjében fekszik

7 A Duna egész vízgyűjtőjére vonatkozó tevékenységet a Duna Védelmi Egyezmény Nemzetközi Bizottsága koordinálja A Víz Keretirányelv rendelkezéseit integrált módon, a vízgyűjtő-gazdálkodási tervezés eszközeivel kell végrehajtani az érdekeltek széleskörű bevonásával EU tagországoknak 2009-re kell saját vízgyűjtő-gazdálkodási tervet (VGT) készíteniük jelentős vízgazdálkodási kérdések / problémák azonosítása vitaanyag közzététele december 22-én megtörtént, ezt követően: július 31-ig tartó konzultációs periódus

8 EU Vízkeretirányelv Hazai bevezetés első lépése: ECOSURV program 2004-től 13 hónapon át Cél: hazai felszíni vizek vizsgálata, átfogó ökológiai monitoring a Vízkeretirányelvvel összhangban levő mintavételi metodikák alkalmazásával mind élőlényekre, mind élettelen környezeti változókra Hazai viszonyokra adaptálni a VKI előírásait Megjelent: KÖRNYEZETVÉDELMI ÉS VÍZÜGYI MINISZTÉRIUM MAGYARORSZÁG: ECOSURV MINTAVÉTELEZÉSI ÉS HATÁROZÓI KÉZIKÖNYV 2005 Október 3.

9 ECOSURV program Ökológiai monitoring felállítása, gyakorlati végrehajtása Uralkodó habitattípusok és a hidromorfológiai jellemzők feljegyzése Mintavételezési eljárás Gerinctelen makrofauna, phytoplankton, phytobenthos makrofitonok és halak fizikai-kémiai változók milyen feljegyzési, mintavételezési, szelekciós munkákat javasolt elvégezni VKI megadja a mitavételi gyakoriság minimális időkeretét,

10 EURÓPAI ÖSSZEFOGÁS A VÍZEK JÓ ÁLLAPOTÁÉRT Víz Keretirányelv végrehajtásának helyzete Magyarországon és a Dunavízgyűjtőkerületben ( )

11 Mintavételezés vízi eukarióták köréből zooplankton fitoplankton nekton zoobentosz makrozoobentosz

12 méretosztályok élőlénycsoportok A plankton élőlénycsoportjainak méreteloszlása

13 A kis testméret alacsony generációs idővel jár, érdemes a rövidtávú hatások megismeréséhez ilyen szervezetek populációit vizsgálni Generációs idő Test átmérője

14 A mintavételezésünk célja szerint: megfelelő tér- és időbeli felbontás, mintavétel gyakorisága, mintanagyság, kompozit minta (pooled sample) vagy részminta (subsample) alkalmazása Költséghatékonyság

15 Mintavétel Szisztematikus elrendezés Amennyiben semmilyen előzetes információnk nincs Négyzetrécs pontjai mentén, v. párhuzamos transzektek mentén, stb. Random elrendezés Ha nincs térbeli struktúrája a vizsgált csoportnak, v. nem fontos Rétegzett random elrendezés Előre rögzített rétegekben random módon vannak elhelyezve a mintavételi pontok ill. transzektek Kiküszöböli a random mintavételnél a térbeli közelségből adódó hibát Preferenciális elrendezés valamilyen előismeret esetén biz. területeken alaposabb a mintavétel (nagyobb mintaszám v. gyakoribb mintavétel)

16 Honnan történjen a mintavétel: Víztérből (állóvizek pelágius élettája) Zooplankton Fitoplankton Alzatról (víz-üledék határfelület élettája, bentosz) Makrogerinctelenek mikrozoobentosz Élőbevonatból (vízi élőlények, műtárgyak felületén)

17 Kinyerés a vízből: Zooplankton vizsgálata Klasszikus módszerek: Hálózással (planktonháló) Planktoncsapdával (vlmlyen zárható edény) Szivattyúzásos módszerrel Kombinált módszerek: Háló v. több háló egyidejűleg, mérőműszerekkel kombinálva, egy adott víztípusra optimalizálva, működés részben automatizált lehet Pl. BIONESS, vagy Longhurts-Hardy eszköztípusok ld. köv. dián Nem kell kinyerni a vízből: Elektronikus optikai vagy akusztikus módszerek: Optikai plankton számláló (horizontálisan több száz km-es hatótávolságban!) Optikai planktométer: in situ zooplankton számlálás 0,2-20mm tartományban Dual-Beam Acoustic Profiler (akusztikus elven működik, horizontálisan több száz km-es hatótávolságban!)

18 Példa: BIONESS plankton mintavevő (USA) 10 db zárható háló, horizontális elrendezésben Nyílás: 1m2 v. 0,25 m2 Szűrőfelület : nyílás arány: 10:1 Tiszta hálónál 1,5 m/s húzási sebesség mellett 90%-os szűrési hatékonyság A sebesség fokozható 3 m/s-ig, de fölötte már romlik a szűrés hatékonysága húzás: ferdén, kissé fölfelé néző szájjal Amíg nem tömődik el, átszűri a háló szája előtt levő víz 85-90%-át Példa: Longhurst Hardy plankton mintavevő (USA) Leggyakrabban ezt használják, ferdén húzzák, végén lesúlyozva Olyan víztípusban alkalmas, ahol nem tömíti el pórusait a fitoplankton 2,5m hosszú, 76cm átmérő Szájánál elhelyezett áramlásmérővel lehet mérni, mennyi víz ment át rajta 200µm pórus átmérő Szájánál szűkíthető rész, cm átmérőnek hagyják (ált. 35cm), planktonsűrűségtől függően, így 2 perc alatt kb. 20m 3 vizet szűr át

19

20 Plankton mintavétel hagyományos módja Kvalitatív mintavétel: plankton hálóvalh (nem alkalmazható nanoplanktonra és annál kisebb szervezetekre!) Kvantitatív mintavétel : plankton csapdával Különböző planktonháló típusok filtrating surface in %

21 Gyűjtőedénnyel és csappal ellátott háló Zeppelin háló Nagy szűrőfelült: 15 cm átmérőjű nyílás, 1 m hossz Zárható háló típusai WP2 Zárható háló 57 cm átmérő. Cippzárral rögzítve a kerethez. Hossz 260 cm, PVC gyűjtőedény rozsdamentes csatlakozóval. Tartozékok: zárószerkezet, kötél és súly. Clarke és Bumpus féle háló horizontális irányban húzzák, regisztrálható a befolyó víz mennyisége és tetszőleges vízmélységben bezárható a szája Nansen-féle zárható háló 70 cm átmérő. Cippzárral rögzítve a kerethez. PVC gyűjtőedény rozsdamentes csatlakozóval. Tartozékok: zárószerkezet, kötél és súly. Indiai-óceánon használt standard háló 113 cm átmérő. Cippzárral rögzítve a kerethez. Hossz 470 cm, PVC gyűjtőedény rozsdamentes csatlakozóval. Példák, nem kell az adatokat megjegyezni!

22 Freidinger plankton mintavevő zárt és nyitott állapotban Schindler Patalas plankton mintavevő Geller-féle zooplankton rész-mintavevő Patalas plankton mintavevő Geller által módosítva két kamrával és hálókkal

23 Zooplankton mintát torzító tényezők a mintavétel során: Általában, ahogy a szál átmérője nő, nő háló tömöttsége is, a porozitás mértéke csökken, így nagyobb felületű háló kell, hogy a szájhoz viszonyított teljes nyitott pórustérfogat ne csökkenjen Háló eltömődése Egyedek kimenekülése a háló pórusain Nitex szálból készült háló porozitása Túl nagy sebesség: kipréseli az állatokat Tapasztalat: függőlegesen max. 1m/s sebességgel érdemes felhúzni a hálót, hogy ne legyen túl gyors, ne préselje ki az állatokat a pórusokon R= α*β/a Ahol R: a háló nyitott pórusfelületének és a háló nyílásméretének az aránya α: a teljes pórustérfogat β: porozitás, a teljes nyitott pórustérfogat aránya A: a háló szájának a felülete Az adott hálótípusra vonatkozó porozitást megadják a cégek Nagyjából azonos pórusméret különféle vastagságú szintetikus szálakból előállítható

24 Mikor fontos az R érték?: Pl. mesozooplankton minta esetén 200µm pórusméret, 6:1 felület:száj arány Alacsony fitoplankton koncentráció mellett: ideális Algavirágzáskor: R arányt kell növelni (10:1-re), v. vízmennyiséget csökkenteni (hálót rövidebb távon meghúzni) Kísérlet: Nichols és Thomson (1991): nagy sebességgel húztak kül. pórusméretű hálókat (61-270um) különböző nyílásméret mellett (23-40:1), hogy vizsgálják a zooplakton kinyomódását a pórusokon Tapasztalatok alapján: R-érték kiszámítható a fogott/teljes abundancia arány ismeretében Copepodákra: ha a pórusméret a testméret 75%-a, akkor az állatok 95%-át sikerült megtartani 190µm fölött a copepodit stádiumok szignifikánsan kevesebben voltak, kb. 50%-t tudtak megfogni

25 Háló szájának méretnövelése: Több víz szűrődik át időegység alatt, esetleg ritka fajok befogására alkalmas Térfogatra vonatkoztatva ugyanannyi állatot eredményez Oligotróf vízben érdemes növelni, h. minél több víz menjen át Pórus eltömődése: Kísérlet: Ha a fogás 85% alá esik azt a porozitás okozza Befolyásolja: Lebegőanyag összetétele, sűrűsége Pórustérfogat: minél kisebb, annál könnyebben tömődik el Szűrőfelület / nyílás aránya; minél kisebb, annál könnybben tömődik el Háló alakja: henger alakú kúpban végződő kevésbé tömődik el, utána a henger alakú következik R, A valamint az átfolyó víz mennyisége közti összefüggés: magas alacsony fitoplankton denzitás mellett V: átszűrt víz (m 3 )

26 Nagyobb mesozoopankton és makrozooplankton lények már aktívan el tudják kerülni a hálót Kimutatták terepi és kísérleti körülmények között, Eliminálni nem tudják Mértéke a hálómérettől függ Kísérlet: Hálósorozatot húztak növekvő nyílás átmérővel és akkora mérettel, hogy azonos víztérfogatot eresszen át és vizsgálták a zooplankton diverzitását Nappali és éjjeli vizsgálatok, ismétlések random hálósorrenddel, hogy a foltos eloszlás következményeit minimalizálják Eredmény: a legtöbb fajt a legnagyobb nyílású háló fogta, a kisebbek sorrendben kevesebbet De a legnagyobb háló is csak átlagosan az összfajszám 40%-át fogta húzásonként és kumulatíve a fajok 71%-át tartalmazta Tehát még a legjobb háló is erősen alábecsülte a fajszámot! Makrozooplankton (Mysida): vizuálisan érzékeli a hálót, szín és fényesség számít, a háló ne legyen fehér, a keret ne legyen fényes

27 Háló húzása: 1-30m/perc, 40, 50m/perc, ha jól van beállítva (megfelelő szög, jóval a felszín alatt) kiemelés: 10-20m/perc, v. 1m/perc Feldolgozás: Hálóból a fogást szűrt vízzel kell belemosni az alul levő gyűjtőedénybe Többszöri gyűjtés között a hálót nedvesen kell tartani, hogy ne tömődjenek el a pórusok Kalibrált áramlásmérő használata: Mozgó hajónál kiküszöböli a vertikális hálózás során felhúzáskor történő sodródást v. a póruseltömődést eutróf vízben Tárolás: 4% formalinban (8,2 ph-n, hogy mészvázak ne oldódjanak fel)

28 Kinyerés a vízből: Fitoplankton vizsgálata Hagyományos módszer: Ülepítéssel (alapja: keskeny vízoszlopban fixált mintából turbulencia hiányában órák alatt (fél-1 nap) minden partikulum leülepszik) (hálózás: azért nem alkalmas, mert hálóval lehetetlen a legkisebb méretfrakciókat hatékonyan akár minőségi, akár mennyiségi vizsgálatra begyűjteni) Vizsgálat: inverz mikroszkóppal Utermöhl-féle ülepítőkamra használata: taxonlista, relatív abundancia megállapítása 300 egyed leszámolását követően, denzitás becslés Biomassza becslés klorofill-a koncentráció alapján: Tavak: klorofill koncentráció meghatározás spektrofotometriával Adott víztérfogat átszűrése membránfilteren (vákuumszivattyúval, 0,45 v. 0,2 µm pórusméretű steril nitrocellulóz lap), alkoholos extrakciót követően spektrofotométeres vizsgálat Nem kell kinyerni a vízből: Tengerek, óceánok, nagy tavak:, távérzékeléses vizsgálatok (remote sensing) szatellit szenzorokkal:

29 Remote sensing alapja: tengervizek optikai tulajdonságait meghatározzák: Plankton pigmentjei (klorofill-a és fikobilinek alapvetően) Színes DOM oldott szerves anyag (dissolved organic matter) (CDOM) Szervetlen lebegő anyagok Utóbbiak a parti régióban számottevőek Pl. Sea Viewing Wide Field-of-View System (Sea-WiFS) Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Felbontásuk 1km, ennél kisebb területről jelenleg még nem tudnak adatot szerezni GIS adatokkal kombinálják, napi mérések Gyakorlati alkalmazások: Vízvirágzások előrejelzése Torkolatoknál stb. szervesanyag terhelés kimutatása

30 Makrozoobentosz mintavételek Változatok: minta összegyűjtése zsákkal v. tárolóedényben Surber-féle mintavevő Áramlóvizek vizsgálata Egyik legjobb kvantitatív mintavételi eszköz áramlóvízi makrogerinctelenekre Alkalmazás: Sekély, nem túl erősen áramló víz, lágy üledékkel borított alzat, pl. 500µm pórusméretű nitex háló 25*25 cm-s acélkereten A multi habitat sampling módszer szerint kijelölt mintavételi pontok

31 Főbb makrogerinctelen csoportok Platyhelminthes Gastropoda Lamellibranchiata Polychaeta Oligochaeta Hirudinea Mysida Isopoda Amphipoda Ephemeroptera Odonata Heteroptera Trichoptera Diptera Chironomidae Bryozoa Crustacea Hexapoda Mollusca Annelida Arthropoda

32 Mini Surber-féle mintavevő: Kvantitatív Különbség: kisebb méret gyorsfolyású patakok zúgóiban is elhelyezhető Hess-féle mintavevő: Kvantitatív, Kavicsos, köves alzaton gyorsfolyású patakokban ideálisan használható A tetején levő fogantyúkkal a fémhengert az üledékbe kell mélyeszteni, két oldalán hálós ablakon átfolyik a víz Több típus, pl. 0,088m 2 ; 500 µm pórusméret A benne levő kövekről óvatosan le kell törölni az állatokat, amelyek bemosódnak a hálós gyűjtőbe

33 Kick and sweep módszer: kéziháló cm széles Kézihálót folyásiránnyal szemben tartva előrehaladás közben az alzat lábbal történő felkavarásával befoghatók az állatok Szemikvantitatív módszer, azonos módon végezve összehasonlítható eredményeket ad Háló mérete, hálózás ideje (pl. fél perc), haladás folyásiránnyal szemben (pl. néhány méter) azonos kell, hogy legyen

34 Petersen-féle iszapmarkoló (álló- és áramlóvízben is) Szilárd alzaton (homok, kavics, márga, agyag) való mintavételhez Lebocsájtást követően kagylóteknőszerűen bezár 305*305mm felületet markol ki 34 kg, további súlyok is akaszthatók rá, hogy jobban az alzatba mélyedjen Ekman-Birge-féle iszapmarkoló (álló- és áramlóvízben is) Felhúzáskor kisebb mintaveszteség Finomszemcsés alzaton ajánlott esetleg kevés kaviccsal és kővel, a nagyobbak gátolják a pofák összezáródását Kvantitatív mintavételre is alkalmas

35 Csőmintavevők mikrozoobentosz vizsgálatokhoz Párhuzamos mintavételre alkalmas összeállítás Módosított Kajak-féle mintavevők Lehetséges: kábellel leeresztve nagyobb mélységben alkalmazni, Kvantitatív vizsgálat, kiegészíthető fiziko-kémiai mérőberendezésekkel Lágy, iszapos, homokos üledéknél alkalmazható Univerzális csőmintavevő Sekély vízben kézzel leszúrható