2
MÓDSZERTAN ÉS ELVÉGZETT MUNKA
2.1 2.1.1
Módszertan Az EU Víz Keretirányelvének általános szempontjai
A VKI központi gondolata a vizek „jó állapotának” biztosítása egységes környezeti- és vízgyĦjtĘ-szabályozási keretbe illesztve. Ezt az állapotot 2015-re a gazdasági realitásokat mérlegelve kell elérni. A célok többek között tartalmazzák az ökoszisztémák és a vízi környezet védelmét, a biztonságos ivóvízellátást és a fenntartható vízhasználatokat, az árvizek és aszályok hatásainak mérséklését. Alapelvei az elĘvigyázatosság, a megelĘzés, a kockázatok csökkentése, a társadalom bevonása, a „szennyezĘ fizet” elv, a szolgáltatások terén a költségmegtérítés elve. Az integrált tervezés célja kettĘs: (a) a jó állapot fenntartása és (b) az emberi igényeket kielégítĘ vízhasználatok (ezek sorában például a vízkivételek, átvezetések, duzzasztás, meder- és partfalszabályozás) olyan megvalósítása, hogy az csak a legkisebb szükséges beavatkozást jelentse az ökoszisztémák mĦködésébe. A felszíni vizek osztályozásának két pillére az ökológiai és a kémiai állapot. Az integrált állapotot a két tényezĘ közül mindig az határozza meg, amelyik rosszabb minĘsítésre ad okot. A jó ökológiai állapotot a „referencia vagy zavartalan állapothoz” viszonyítják, a kémiai állapotot környezeti határértékekkel definiálják. A felszíni vizek ökológiai állapota integrálja a biológiai, hidrológiai és hidromorfológiai, fizikai-kémiai és az élĘvilágot érintĘ kémiai változók hatását, tehát közvetett módon magába foglalja a mai értelemben vett vízminĘséget is. A vízkészleteket érintĘ beavatkozások keretét integrált VízgyĦjtĘ-gazdálkodási Tervek (VGT-k) adják majd meg. Elkészítésük elsĘ határideje 2009. vége. A VKI alkalmazásának fĘbb elemeit és egyszerĦsített sémáját az 5. ábra mutatja be. Az ábrán egyben a VKI bevezetésének egyes részhatáridĘi is láthatók. A VKI szerint a víztestek a VGT legkisebb egységei. A vizek állapot értékélése, a környezeti célok elérése és a monitorozás mĦködtetése ebben a léptékben történik. A természetes víztestek tartozhatnak nálunk a folyók, illetve a tavak kategóriájába, a víztestek ezen kívül lehetnek erĘsen módosítottak és mesterségesek. A víztestek meghatározása elsĘsorban a víztest tipológia alapján történik. A tipológia országos léptékĦ, és fĘként olyan paraméterekre alapul, amit az emberi hatások, és az élĘlények élettevékenysége kevéssé befolyásol. A víztestek lehatárolását az emberi hatások módosíthatják. A víztestek jellemzése, az emberi hatások értékelése az elsĘ szintĦ monitorozó rendszer eredményei alapján történik (felügyeleti monitoring). A víztestek állapotát, vagy potenciálját (ökológiai és kémiai) az azonos típushoz tartozó referencia víztesthez (kiváló állapot, vagy potenciál), vagy a jó állapotú/potenciálú víztesthez viszonyíthatják. Legalább a jó állapot, vagy potenciál elérése a cél, ennek alapján történik a környezeti célkitĦzések meghatározása. Ahol a jó állapot elérése a határidĘig kockázatos, és ennek oka nem ismert, kivizsgálási monitorozással kell az okokat kideríteni. A környezeti célkitĦzésre épül a beavatkozási terv, majd annak implementálása. A beavatkozási terv kidolgozása annak alapján történik, hogy a jó állapottól eltérést mi okozza.
7
5. ábra: A VKI bevezetésének lépései és összefüggései (felszíni vizek) JOGHARMONIZÁCIÓ
KOMPETENS HATÓSÁG KIJELÖLÉSE
VÉDETT TERÜLETEK KIJELÖLÉSE
TIPOLÓGIA
VÍZTEST KIJELÖLÉS ÉS BESOROLÁS REFERENCIA JELLEMZėK, ÁLLAPOTOK, HELYEK TERHELÉSEK, HATÁSOK
INTERKALIBRÁCIÓ
MONITORING
MINėSÍTÉS
VÍZTESTEK JELLEMZÉSE
KÖRNYEZETI CÉLKITĥZÉSEK
VÍZGAZDÁLKODÁSI TERVEK
GIS MEGJELENÍTÉS, JELENTÉS AZ EU-NAK
INTÉZKEDÉSEK MEGVALÓSÍTÁSA
8
Az elvégzett beavatkozások hatásvizsgálatát szintén el kell végezni annak érdekében, hogy a jó állapot irányába elmozdulás mértéke megállapítható legyen (operatív monitoring). Az erĘsen módosított és a mesterséges víztestek esetében nem állapotról, hanem a potenciálról beszélünk. A VKI alkalmazásának lényeges eleme a társadalom bevonása a döntéshozatalba (nyílt tervezés) és az eredmények térinformatikai megjelenítésén alapuló jelentési kötelezettség. Látható, hogy a VKI számos eleméhez kapcsolódik monitoring feladat. A háromszintĦ monitoring kialakításának szükségessége éppen ebbĘl adódik. KésĘbb látni fogjuk, hogy a megszokottnál szigorúbb követelmények szerint kell a monitoring rendszereket mĦködtetni (pontosság, megbízhatóság, stb.). A VKI szerinti vízgazdálkodás lényegesebb elemei a következĘk: • • • • • •
A környezeti célkitĦzések megfogalmazása nem helyi, hanem általános követelmények szerint történik. Fontos szerepet kap az ökológia. A jó állapot/potenciál elérésének eszköze az emberi hatások mértékének csökkentése. Európai integrált vízgazdálkodás kialakításának elsĘ lépése a VKI alkalmazása. A tagállamok és a csatlakozó országok részére a VKI alkalmazása kötelezĘ. Alapelvei a költségmegtérülés, a „szennyezĘ fizet” elv és a nyilvánosság bevonása.
Az 5. ábra mutatja, hogy a monitorozás az egyik legfontosabb eleme úgy a VKI implementálásának, mint a mĦködtetésének. Tekintsük át ezért röviden a VKI szerinti monitorozás jellegzetességeit! A VKI 8. cikkelye elĘírja a vizek állapotának rendszeres monitorozására irányuló programok kidolgozását. A monitorozás hálózatot úgy kell megtervezni, hogy koherens és átfogó képet adjon az ökológiai és kémiai állapotról minden vízgyĦjtĘn, és tegye lehetĘvé a víztesteknek öt osztályba történĘ besorolását az 1.2. szakasz normatív meghatározása szerint. A tagállamoknak a felszíni vizek monitoring-hálózatát bemutató térképet vagy térképeket kell szolgáltatniuk a vízgyĦjtĘ gazdálkodási tervben. A monitorozás célja a vizek állapotának, illetve ezzel összefüggésben a környezeti célkitĦzések teljesülésének. A monitorozó rendszer teszi lehetĘvé a (vízi) környezet állapotának idĘszakonként ismétlĘdĘ felmérését, illetve a környezeti állapot szempontjából kritikus helyek (például jelentĘs szennyezĘanyag-terhelések) környezetében a vízminĘség folyamatos figyelemmel kísérését. Utóbbi a szennyezés-csökkentési intézkedések hatékonyságának mérését szolgálja. A VKI által megkívánt monitorozás többszintĦ. A monitorozás általános céljai a VKI-ben világosan meghatározottak. A célok attól függĘen változnak, hogy a mérési program a felügyeleti, kivizsgálási, vagy operatív okokból szükséges. A megkívánt pontosság, a konfidencia és a “szignifikáns” kockázat a következĘk szerint változik: • • •
A víztestek száma az egyes monitorozás típusoknál. A monitorozó állomások szükséges száma az egyes víztestek állapotának meghatározásához. A mintavételezési gyakoriság, amit az egyes komponensek mérésénél el kell érni.
Mivel valamennyi víztestet nem lehet monitorozni, nem lehetséges valamennyi állapotot és hatást sem valamennyi víztestnél vizsgálni. Ezért a monitorozó állomások, és a mintavételi 9
gyakoriságok kiválasztása elfogadható kompromisszumot igényel az ideálishoz tartozó pontosság és konfidencia, valamint a program költségei között. A VKI szerinti monitorozás jellegzetességei és egyben új elemei a következĘk: •
• • • • • •
A monitorozó rendszernek nem az adott mintavételi hely, hanem az egész víztest állapotát kell meghatározhatóvá tennie (jellemzĘ állapot). Ez azt is jelenti egyben, hogy nagy szükség van olyan módszerek (mintavételi, mérési, értékelési módszerek) alkalmazására, amelyek ezt lehetĘvé teszik. A monitorozó rendszer többszintĦ, elkülönül benne az állapotértékelés, a kivizsgálás és a beavatkozások hatásvizsgálata. DöntĘ szerepet kap benne az ökológia, bizonyos élĘlény együttesek (fitoplankton, makrofita, fitobenton, makroszkópikus gerinctelenek, halfauna) vizsgálata. Ezek mellett a hidromorfológiai viszonyokat és a kémiai paramétereket is vizsgálni kell. Az üledék monitorozás révén lehetĘvé válik az akkumulációs hatások vizsgálata is. Fontos eleme a monitorozásnak a veszélyes anyagok vizsgálata. Nemcsak a nagyobb víztestek, hanem valamennyi 50 ha-nál nagyobb tó és 10 km2-nél nagyobb vízgyĦjtĘjĦ víztest monitorozását is meg kell oldani. Az eredményeket adatbázisban, térinformatikai rendszerben megjeleníthetĘ módon kell rögzíteni.
A hazai kisvízfolyások eltérĘ minĘségi állapotúak, ezért vizsgálatuk és minĘsítésük teljesen azonos módszerrel nem lehetséges, ezért az eltérĘ állapotú vízterek minĘsítésére speciális módszertan kidolgozása szükséges. A VKI szerinti monitorozás elĘírásaival a 2. Mellékletben foglalkozunk részletesebben. 2.1.2 A projekt szervezeti felépítése A projekt irányítása az alábbi blokkséma szerint történik (6. ábra): 6. ábra: A projekt irányításának blokksémája PROJEKTET IRÁNYÍTÓ TESTÜLET
SZIE laboratóriuma
VITUKI laboratóriuma
ÉrtékelĘ csoport
Térinformatikai szakértĘ 10
A projektet irányító testület vezeti, melynek elnöke a projekt igazgatója, Dr. Heltai György, a SZIE KBT tanszékvezetĘ egyetemi tanára, munkáját segíti a projekt menedzsere Kruppiné Dr. Fekete Ilona tanársegéd. A projektet irányító testület három tagból áll, tagjai a vezetĘn kívül Dr. Szilágyi Ferenc, a BME VKKT egyetemi docense és Dr. László Ferenc, a VITUKI Kht osztályvezetĘje. Az irányító testület felelĘs a projekt elĘmeneteléért, a vállalt feladatok határidĘre történĘ elvégzéséért és a dokumentálás minĘségéért. A szükséges mérések elvégzése a SZIE és a VITUKI Kht. laboratóriumában történik. Az adatokat az értékelĘ csoport dolgozza fel, melynek tagjai a következĘk: • • •
SZIE KBT: Kruppiné Dr. Fekete Ilona tanársegéd, Szlepák EmĘke és Halász Gábor doktoranduszok. BME VKKT: Dr. Licskó István egyetemi docens, László Balázs és Osztoics András doktoranduszok. A mátrai mintaterület mérési programjában és az eredmények értékelésében részt vett Szilágyi Eszter, a BME végzĘs környezetmérnök hallgatója. VITUKI: Dr. Csányi Béla osztályvezetĘ, Dr. Juvancz Zoltán tudományos tanácsadó és Zagyva Andrea tudományos munkatárs.
A hidrológiai és hidromorfológiai vizsgálatok eredményeit Dr. Nováky Béla, a SZIE Környezetgazdálkodási Intézete Tájökológia Tanszékének egyetemi docense értékelte. A biológiai vizsgálatokba bevont szakértĘk: Németh József (fitoplankton és bevonatalgák), Dr. Kovács Béla (halfauna), Dr. Tóth Albert (makrofita). Az adatok statisztikai értékelését Szilágyi Eszter és László Balázs végezte. Az eredmények és adatok térinformatikai megjelenítésérĘl és a projekt honlapjának elkészítésérĘl és fenntartásáról alvállakozóként a SZIE által megbízott térinformatikai szakértĘk, Kristóf Dániel és Magyari Julianna, gondoskodtak. A témajelentést a szakértĘk anyagainak felhasználásával Dr. Szilágyi Ferenc állította össze. 2.1.3
A projekt munkafázisai a munkaterv szerint
A projekt összesen 11 részfeladatból áll, ezek az alábbiak: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
7. 8. 9.
A meglevĘ információ és adatok értékelése, víztípusok, víztípusok alapján a víztestek, referencia jellemzĘk meghatározása a mintaterületeken. Az emberi beavatkozások jellegének és mértékének meghatározása a mintaterületeken. Részletes feltáró monitorozás végzése a vízgyĦjtĘkön, az eredmények alapján a felügyeleti monitorozás megtervezése. A vízgyĦjtĘk jelenlegi állapotának és az emberi hatások következményeinek értékelése. Környezeti célok meghatározása (referencia és jó állapot/potenciál) A kritikus környezeti problémák (például a kritikus területek) lehatárolása. A kivizsgálási monitorozás megtervezése, és az alkalmazható lehetséges mĦszaki megoldások elemzése. A beavatkozások operatív monitorozásának megtervezése. Az eredmények megjelenítése erre a célra kifejlesztett térinformatikai rendszerben. A szükséges beavatkozások költségelemzése. Általános következtetések levonása az eredmények országos körĦ alkalmazásához.
11
10. 11.
Módszertani útmutató készítése kisvízfolyások VKI szerinti monitorozásához. A projekt zárójelentésének elkészítése, az eredmények nyilvánosságra hozatala és az eredmények publikálása.
EzekbĘl a feladatokból az 1.-8. pontokba foglaltakat kell e 2. részjelentésben ismertetni. 2.1.4
A projektben résztvevĘ intézmények feladatai
A konzorciumi tagok feladata és felelĘssége a következĘk szerint körvonalazható: •
•
•
A SZIE KBT, mint konzorciumvezetĘ felelĘs a projektért, ezen kívül Galga-patakon és a Rákos-patakon folyó mintavételezési és mérési munkálatokat fogja össze a hagyományos kémiai és a radiokémiai komponensekre vonatkozóan. Ez az intézmény végezte az üledékkémiai méréseket a három vízterületen. A SZIE irányította a honlap készítés és a GIS megjelenítés feladatait, melyeket alvállalkozó végez. A BME VKKT felelĘs a VKI-val kapcsolatos feladatokért (tipológia, víztest kijelölés, referencia állapot, stb.) és a jelentések összeállításáért. Ez az intézmény végezte a célvizsgálatokat a három vízterületen, és a Nagy-patak vízrendszerén folyó rendszeres kémiai és fitoplankton mintavételezést. A VITUKI felelĘs az analitikai feladatok közül a veszélyes anyagok, és a hagyományos kémiai komponensek méréséért. Ez az intézmény fogta össze és értékelte a biológiai vizsgálatok eredményeit, melybe külsĘ szakértĘket is bevont.
2.1.5
A projekt szakaszolása
A projekt végrehajtását a három munkaszakaszra osztottuk, az egyes munkaszakaszok eredményeirĘl részjelentéseket készítünk. Jelen részjelentés az elsĘ két munkaszakasz összegzett, egységes szerkezetbe foglalt, eredményeit ismerteti. A projekt munkaszakaszai egymásra épülnek, az egyes munkaszakaszok eredményei alapozzák meg a következĘ munkaszakaszok kidolgozásának módszereit. E jelentésünk a 2. elĘrehaladási jelentésnek tekintendĘ, melynek megállapításai a késĘbbi munkák eredményei alapján kissé még módosulhatnak. A részjelentés összeállítása során arra törekedtünk, hogy az egyes feladatok eredményei jól tagoltan, egymástól elkülönítve jelenjenek meg, azonban a feladatok egymásra épülése miatt ez nem minden esetben volt megoldható. 2.1.6
Módszertani alapok a projekt mĦveléséhez
A projekt feladata az, hogy a kisvízfolyások hazai monitorozására a VKI szellemében, a vonatkozó útmutatók ajánlásainak figyelembe vételével adjon ajánlásokat és módszertant. A 2.1.1. fejezetben átfogóan ismertettük a VKI szerkezetét, most pedig a saját feladatainkra vonatkozó módszertannal foglalkozunk. Amikor a monitorozó rendszerrel foglalkozunk, nem szabad figyelmen kívül hagynunk azokat a lépéseket sem, amelyekkel a monitorozásig eljutunk. A munkánkban ezt a módszert követtük. A következĘ lépések voltak szükségesek:
12
• A VKI rendszerének alapegységei a víztestek, melyek több-kevésbé homogén vízterületek, egy-egy vízfolyás részei. A víztestek lehatárolása tehát alapvetĘ fontosságú, erre nézve a WFD (2000) és a HGWB (2002) útmutató javaslatokat ad. A víztestek ismerete nélkül a monitorozás nem kezelhetĘ a VKI szerint. • A víztestek lehatárolásának elsĘ lépése a típusba sorolás. A mintaterületeket a vonatkozó folyótipológia szerint fel kell osztani. Ahol típusváltás történik, ott víztest határ lesz. Ezzel elĘzetesen lehatároljuk a víztesteket. • A víztest lehatárolást a szennyezĘanyag terhelések módosíthatják. Ahol a terhelés a vízfolyás jellemzĘit jelentĘsen módosítja, ott célszerĦ víztest határt kijelölni egy típuson belül is, mert ellenkezĘ esetben nem fog teljesülni a víztest homogenitásának elve. Ehhez a vízfolyást ért emberi hatásokat kell elemezni. • Amikor a víztesteket meghatároztuk, akkor kerül sor a víztestek kategorizálására folyó, tó, erĘsen módosított, vagy mesterséges víztest szerint. A mesterséges víztestekkel nincsen gond, mert ahol korábban nem volt víztest és most van, az mesterséges kategóriába kerül (pl. kavicsbánya tavak, ásott csatornák). Az erĘsen módosított kategóriába kerülés alapfeltételei hidromorfológiaiak. Az erĘsen módosított állapot fennállásának feltételei a következĘk: (1) Olyan mértékĦ hidromorfológiai hatás érte a víztestet, hogy annak a vízi ökoszisztémára gyakorolt hatása jelentĘs; (2) Ezt a hidromorfológiai változást nem lehet ökológikusabb megoldással kiváltani; (3) A hatás fenntartása indokolt, mert fontos igényeket elégít ki; (4) Gazdaságilag nem indokolható a jelenlegi helyzet megváltoztatása. Az erĘsen módosítottá nyilvánítás egy soklépéses procedúra végeredménye, melynek elsĘ lépcsĘje annak vizsgálata, hogy a víztest 2015re hidromorfológiai szempontból eléri-e a jó állapotot, azaz kockázatos-e, vagy sem. A kockázatosságnak kémiai okai is lehetnek, ezeknek azonban az erĘsen módosítottá nyilvánítás során nincs jelentĘségük. • A folyó és tó víztestekre meg kell határozni a referencia állapotot, ami az emberi hatásoktól közel mentes (zavartalan) állapotot jelent. Ez nem jelenti a természetes állapot visszaállítását. A referencia állapotot referencia területen mért adatokkal kell jellemezni, de más módszerek is lehetnek a referencia állapot meghatározására. Ezután a referencia állapotból levezetve definiálni kell a jó állapotot. • A víztestek jellemzésére felügyeleti monitorozást kell kialakítani és mĦködtetni (nálunk az adathiány miatt feltáró monitorozás is szükséges – PHARE Projekt indult erre az elmúlt évben). Itt lép be tehát elĘször a monitorozás. A Monitorozás Útmutató szerint a felügyeleti monitorozás célja a víztestek állapotának rögzítése, a minĘsítés elvégzése megfelelĘ megbízhatósággal és pontossággal (Monitorozás Útmutató, 2004). A felügyeleti monitorozást a megkövetelt pontosság és megbízhatóság mellett költséghatékony módon kell megtervezni. Az útmutató lehetĘséget ad arra, hogy nem kell minden víztestet a meghatározott elvek szerint vizsgálni, hanem lehetséges a hasonló tulajdonságú víztestek csoportosítása, és azok közül csak egynek a vizsgálata. Ennek azonban a gyakorlatban nehezen megvalósítható feltételei vannak (azonos típus, hasonló hidromorfológiai változások, és terhelések, stb.). • Ezután a víztesteket jellemezni, és ötosztályos, illetve a kémiai (veszélyes) anyagok esetében kétosztályos rendszerben minĘsíteni kell. Ennek alapján megállapítható, hogy a környezeti célkitĦzésektĘl a víztestek milyen távol vannak. Ha a víztestek nem érik el a környezeti célkitĦzéseket, meg kell vizsgálni ennek okát (kivizsgálási monitorozás), majd beavatkozásokat kell tervezni, és elvégezni a környezeti célkitĦzések elérésére. A beavatkozások hatásvizsgálata az operatív monitorozás keretében történik. • Látható, hogy a háromszintĦ monitorozásnak más-más célja van, ezért a vizsgált jellemzĘk, a gyakoriság, a mintavételi helyek, stb. is mások, kell, legyenek.
13
• A VKI a monitorozás kialakításában szigorú elveket követel (vö.: 2. Melléklet). Nemcsak a minĘsítés elveiben, hanem a megbízhatóságában és az összehasonlíthatóságában is szigorú feltételeket állít fel. A projekt mĦvelése során mi is ezt a logikát követtük. Az általunk végzendĘ feltáró monitorozás a felügyeleti és a vizsgálati monitorozást megalapozza a mintaterületeken, és lehetĘséget ad a megbízhatóság statisztikai értékelésére is. 2.2 2.2.1
Az elvégzett munka bemutatása A meglevĘ információ összegyĦjtése
A VKI bevezetése során számos, eddig rendszertelenül, vagy egyáltalán nem vizsgált víztest alapállapotának felmérése, majd rendszeres monitorozása válik szükségessé. A vízminĘségi vizsgálatok, legyen szó akár hidrobiológiai, akár kémiai vizsgálatokról meglehetĘsen költségesek. JelentĘs költségeket lehet megtakarítani – elsĘsorban az alapállapot felmérése során, amennyiben a sikerül összegyĦjteni az elszórtan rendelkezésre álló információkat, mérési eredményeket, még abban az esetben is, ha az egyes információk megbízhatósága esetenként megkérdĘjelezhetĘ. Az elsĘdleges adatgyĦjtés fontos eleme volt a három mintaterület alapos bejárása, melyet fényképekkel és videó felvételekkel dokumentáltunk. 2.2.1.1 A Rákos-patak vízrendszere A Rákos-patak vízrendszerét illetĘen a leghasznosabb információk az EMLA alapítvány Rákos-patak honlapjáról (www.emla.hu) , és a SZIE korábbi tanulmányaiból kerültek elĘ. A patakról az alábbi tanulmányok szolgáltattak információt és adatokat: • A patak és a hozzá kapcsolódó tórendszer hidrológiai és hidromorfológiai felmérése Heltai et al (2003a, 2003b) munkája tartalmazza, mely munkát KAC támogatásból végezték (esésviszonyok, hidrológia, hidromorfológiai patakfelmérés, környezeti állapot vizsgálat, stb.). • Fekete (1996, 2002) szakdolgozatában és Ph.D. értekezésében elkészítette a környezetterhelés komplex értékelését a GödöllĘ és Isaszeg közötti tórendszerben. • Rosiwall (2002a, 2002b) elkészítette az EMLA alapítvány támogatásával a Rákosmenti települések egyedi tájérték kataszterét, és elemezte táji adottságait. • A KvVM és az EMLA Alapítvány támogatásával Fodor (2003) vizsgálta az EU VKI megvalósításának gazdasági és szervezeti kérdéseit. • TörĘ (2002, 2003) elvégezte a patak biológiai minĘsítését, és makroszkópikus gerinctelen faunájának vizsgálatát. • Nagy (2003) a VKI revitalizációval kapcsolatos lehetĘségeit vizsgálta. • KAC támogatásból elkészült a patak élĘhely térképe (Deák 2002). • A patak több mint 15 mintavételi helyérĘl rendelkezésünkre állnak korábbi hagyományos vízkémiai mérések adatai. • Rendelkezésünkre állnak a patak vízgyĦjtĘjén található hulladéklerakók adatai. • A patak bevonatlakó kovaalgáiról (mely a VKI szerinti biológiai értékelésbe bevont élĘlény együttes) Szabó (2001) készített összefoglaló tanulmányt. • Rendelkezésünkre áll a patak teljes hossz-szelvényének hidromorfológiai felmérése.
14
KérdĘívet küldtük ki a patak menti önkormányzatoknak a vonatkozó információk begyĦjtése érdekében (szennyezĘ források, hidromorfológiai beavatkozások, stb.). A kérdĘívekre több önkormányzat válaszolt és értékes információval szolgált. 2.2.1.2 A Galga-patak vízrendszere A Galga esetében az alábbi háttéranyagokra támaszkodhattunk: • Rendelkezésünkre áll a patak teljes hossz-szelvényének hidromorfológiai felmérése (szakaszok, tulajdonos, állapot, érintett település). • A KDV VIZIG a rendszeresen nem vizsgált vízkészletek részletes felmérésének, vízminĘségi állapotfelmérésének és célállapot meghatározásának keretében KAC támogatásból elkészítette a Galga-patak állapotfelmérését részben a VKI elĘírásai szerint. Ez volt az egyetlen olyan állapotfelmérés a Galgán, melyben a vízkémiai és hidromorfológiai jellemzĘk mellett a VKI szerinti élĘlény csoportokat is vizsgálták (KDV VIZIG 2003). • A SZIE KBT felmérte a patak környezeti állapotát (Szlepák 2000, 2002). 2.2.1.3 A Nagy-patak vízrendszere Munkánk során összegyĦjtöttük a Nagy-patakról és a figyelembe vett vízgyĦjtĘ területérĘl rendelkezésre álló információkat. Az adatgyĦjtés során összegyĦjtöttük a rendelkezésre álló tanulmányokat, kutatási jelentéseket (Licskó I. et al. 2003, László et al. 2004a, 2004b, László és Osztoics 2004, László et al. (2004c), László et al. (2005). Felvettük a kapcsolatot a következĘ szervezetekkel: • • • • •
Észak Magyarországi Környezetvédelmi Vízügyi Igazgatóság. Gyöngyös város Önkormányzata (a vízgyĦjtĘn található települések illetékes szerve). Észak Magyarországi Regionális VízmĦvek (a Csórréti-tározó üzemeltetĘje). A Csórréti-tározó vízmĦvének vezetĘje. Erdészeti Tudományos Kutató Intézet (ERTI).
A Vízügyi Igazgatóságtól és a Környezetvédelmi FelügyelĘségtĘl elsĘsorban vízminĘségi és hidrológiai adatokat vártunk. Mindkét szervezettĘl azt a tájékoztatást kaptuk, hogy csak eseti jellegĦ adataik vannak, ugyanakkor a tározó kezelĘje az Észak Magyarországi Regionális VízmĦveknek nagy rendszerességgel mér több vízminĘségi komponenst, illetve tározóra vonatkozóan hidrológiai adatokkal is rendelkeznek. A tározó üzemeltetĘje a következĘ adatokat tudta rendelkezésünkre bocsátani: •
Hidrológiai adatok: tározó vízállása, tározóból kivett vízmennység és a vízkivétel szintje, fenékürítĘn, illetve az árapasztón leengedett vízmennyiség, csapadék a vízmĦ területén, léghĘmérséklet, kitermelt víz hĘmérséklete (az adott vízkivételi szinten mért vízhĘmérséklet). Az adatok napi léptékĦek és a 2000. január 1.-tĘl 2004. június 28-ig terjedĘ idĘszakról állnak rendelkezésünkre (a vízmĦ irattárában az ennél régebbi üzemnaplók is rendelkezésre állnak, azonban elegendĘnek tartottuk ennek a négy évnek az adatait összegyĦjteni). 15
•
VízminĘségi adatok: a vízminĘségi adatok a kitermelt nyersvízre vonatkoznak, azaz az éppen aktuális vízmélységre. Az adatok 1996. január 1.-tĘl állnak rendelkezésünkre, átlagosan 3-4 naponkénti rendszerességgel. A vizsgált paraméterek: hĘmérséklet, pH, lúgosság, összes- és karbonát keménység, kalcium, magnézium, összes vas, összes mangán, ammónium-ion, nitrit-ion, nitrát-ion, klorid-ion, szabad, kötött és agresszív szén-dioxid, hidrogén-karbonát, permanganátos kémiai oxigénigény (KOIps), alumínium, zavarosság, fajlagos elektromos vezetĘképesség és algaszám.
Az Erdészeti Tudományos Kutató Intézetnek (ERTI-nek) évtizedek óta mintaterülete a Csórréti-tározó vízgyĦjtĘje. A kifejezetten erdészeti jellegĦ kutatáson kívül vizsgálják a csapadék savasságát (nyílt területen, tĦlevelĦ- és lombhullató állomány alatt, fatörzsön lefolyva, illetve avarszinten). Ezen túlmenĘen a Nagylipót- és a Nyírjes-patak vízminĘségét is vizsgálják, valamint a 2003. októbere óta a két patak felsĘ szakaszán mérĘbukóval vízhozamot is mérnek. A mérési adatokat adatcsere egyezség alapján a rendelkezésünkre bocsátották: vízminĘségi adatok a Nagylipót- és a Nyírjes-patak vonatkozóan a 2002. és 2003. évre, havi bontásban, a következĘ vízminĘségi paraméterekre: pH, lúgosság, hidrogén-karbonát, klorid-ion, szulfát-ion, fajlagos elektromos vezetĘképesség, kalcium-ion, magnézium-ion, nátrium-ion, kálium-ion, ammónium-ion, nitrit-ion, nitrát-ion, foszfát-ion. Hidrológiai adatok: 2003. október 1.-tĘl napi bontásban: vízhozam a Nagylipót- és a Nyírjes-patak mérĘbukóinál, csapadék, napi átlag- és maximum hĘmérséklet a Névtelen-bércnél, illetve csapadék a KékestetĘnél. 2.2.2
Feltáró monitorozás
A munka elején részletes, feltáró monitorozás programot indítunk be annak érdekében, hogy a víztestek jellemzĘ állapota meghatározható legyen. A VKI feltáró monitorozást nem ír elĘ, de tekintve, hogy a hazai kisvízfolyásokról alig van információ, a jellemzĘ állapot megállapításához szükség volt feltárásra. A monitorozási program mintavételi helyeit, a vizsgálandó paramétereket, valamint a mintavételi gyakoriságot a VKI elĘírásainak megfelelĘen jelöltük ki. A feltáró monitorozás az alapja a háromszintĦ monitorozás megtervezésének. A meglevĘ, és az új mérések eredményei adnak lehetĘséget a víztestek kijelölésére, besorolására és jellemzésére. A munkaterv szerint a feltáró monitorozás egy évig tartott. Az elvégzett nagyszámú mérés adatai értékes következtetések levonására adnak módot. A feltáró monitorozás esetében a mintavételi helyek, gyakoriság, mért jellemzĘk és mérési módszerek a fontosabbak. 2.2.2.1 Mintavételi pontok A mintavételi pontok kiválasztása során minden mintaterület minden víztestére legalább egy mintavételi pontot helyeztünk, a nagyobb víztestekre, a jobb statisztikai elemezhetĘség érdekében több pontot is. Mindhárom mintaterületen kiválasztottunk egy víztestet, amelyet egyszeri alkalommal „expedíciószerĦen” részletesen végigmértünk kémiai és biológiai paraméterekre egyaránt. A mintavételi pontokat GPS koordinátákkal határoztuk meg. A mintavételi pontokat a készülĘ térinformatikai rendszerben megjelenítettük. A mintavételi pontoknak állandó jelölést adtunk, melyeket a követhetĘség érdekében a pontok meghatározásánál felsoroltunk.
16
2.2.2.1.1 Rákos-patak A Rákos-patakon a részletes felmérést a budapesti szakaszon (1. víztest), illetve a gödöllĘi tórendszeren (2. víztest) végeztük el, összesen 31 mintavételi ponton. A Rákos-patak víztestein összesen 15 rendszeres mintavételi pontot jelöltünk ki, amelyet az 1. Táblázatban félkövér szedéssel jelöltünk. A mintavételi pontokat egységesen a torkolat felĘl kezdtük számozni. A mintavételi pontokat a 7. ábra mutatja. 1. Táblázat: Mintavételi pontok a Rákos-patakon (vö.: 7. ábra) Víztest
1
2
3
4
Pontkód RP1 RP2 RP3 RP4 RP5 RP6 RP7
Koordináta N47 32.501 E19 03.613 N47 32.547 E19 04.363 N47 32.383 E19 04.942 N47 32.164 E19 05.459 N47 31.956 E19 05.969 N47 31.684 E19 06.551 N47 31.522 E19 06.920
RP8 RP9 RP10 RP11 RP12 RP13 RP14 RP15 RP16 RP17 RP18 RP19 RP20 RP21 RP22 RP23 RP24 RP25 RP26 RP27 RP28 RP29 RP30 RP31
N47 31.332 E19 07.824 N47 30.942 E19 08.666 N47 30.493 E19 09.154 N47 30.029 E19 09.733 N47 29.530 E19 10.599 N47 29.423 E19 11.616 N47 29.384 E19 13.222 N47 29.125 E19 14.611 N47 29.038 E19 15.490 N47 29.071 E19 16.178 N47 29.541 E19 20.556 N47 31.601 E19 23.260 N47 32.804 E19 22.934 N47 33.146 E19 22.842 N47 33.350 E19 22.696 N47 33.585 E19 22.502 N47 33.743 E19 22.469 N47 33.724 E19 22.401 N47 33.998 E19 22.084 N47 34.242 E19 21.852 N47 34.400 E19 21.763 N47 35.355 E19 21.296 N47 35.913 E19 21.109 N47 37.852 E19 19.860
Leírás Rákos-patak XIII. Duna torkolat Madarász Viktor utca Tahi utca Szent László út Komáromi út Czobor út Rákos-patak XIV.(REANAL)(Telepes u.) Egressy út Fogarasi út Ond Vezér útja Rákos-patak X. (Hortobágyi u.) FelsĘrákos Túzok utca Határhalom utca Cinkotai út XVII. Ferihegyi út Rákos-patak XVII. (Szabadság u.) Rákos-patak Pécel "vízmérce" Rákos-patak Isaszeg (Péceli u. híd) GödöllĘ IX. sz. tó GödöllĘ VIII. sz. tó GödöllĘ VII. sz. tó GödöllĘ VI. sz. tó GödöllĘ V. sz. tó GödöllĘ IV. sz. tó GödöllĘ III. sz. tó GödöllĘ II. sz. tó GödöllĘ I. sz. tó Rákos-patak tavak elĘtt (FürdĘ u.) Rákos-patak GödöllĘ autóbusz pu. Rákos-patak forrás
A Rákos-patak részletes felmérése során egy kisebb vízhozamú befolyón is végeztünk mĦszeres méréseket. Ezen mintavételi pontok koordinátáit a 2. Táblázat mutatja. A mintavételi pontokat a 7. ábra mutatja.
17
7. ábra: Mintavételi pontok a Rákos-patakon
2. Táblázat: Mintavételi pontok a Rákos-patak kis vízhozamú befolyóján (vö.: 7. ábra) Pontkód BEF2 BEF2A1 BEF2A2
Koordináta N47 29.004 E19 15.327 N47 28.973 E19 15.147 N47 29.075 E19 14.809
Leírás Kis vízhozamú befolyó Kis vízhozamú befolyó alatt 200 m-re Kis vízhozamú befolyó alatt 650 m-re
2.2.2.1.2 Mintavételi pontok a Galga-patakon A Galga-patakon a részletes felmérést a Nógrádkövesd és az aszódi szennyvíz bevezetés közötti szakaszon (2. víztest) végeztük el, összesen 19 mintavételi ponton. A Galga-patak víztestein összesen 9 rendszeres mintavételi pontot jelöltünk ki, amelyet 3. Táblázatban félkövérszedéssel jelöltünk. A mintavételi pontokat egységesen a torkolat felĘl kezdtük számozni. A mintavételi pontokat a 8. ábra mutatja.
18
3. Táblázat: Mintavételi pontok a Galga-patakon (vö.: 8. ábra) Víztest 1
2
3
Pontkód G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 G12 G13 G14 G15 G16 G17 G18 G19
Koordináta N47 33.839 E19 41.144 N47 36.842 E19 36.374 N47 38.780 E19 29.125 N47 38.846 E19 28.139 N47 39.853 E19 25.611 N47 41.284 E19 23.774 N47 44.383 E19 22.356 N47 44.530 E19 22.213 N47 46.378 E19 22.154 N47 47.502 E19 22.765 N47 47.877 E19 22.973 N47 49.837 E19 23.601 N47 50.358 E19 23.520 N47 52.170 E19 22.810 N47 52.901 E19 22.273 N47 53.894 E19 21.916
19
Leírás Jászfényszaru Tura Hévízgyörk Aszód szennyvíztelep után Aszód Domony Iklad Galgamácsa Galgagyörk és Galgamácsa között Galgagyörk alsó rész Galgagyörk középsĘ rész Püspökhatvan Acsa alatt Acsa Galgaguta - Acsa között Galgaguta alatt Nógrádkövesd alatt Nógrádkövesd Becskei-patak
8. ábra: Mintavételi pontok a Galga-patakon
A Galga-patak részletes felmérése során egy közepes vízhozamú befolyón is végeztünk mĦszeres méréseket. Ennek a mintavételi pontnak a koordinátáit a 4. Táblázat mutatja. A mintavételi pontok a 8. ábra láthatók. 4. Táblázat: Mintavételi pont a Galga-patak közepes vízhozamú befolyóján Pontkód GBEF1
Koordináta N47 52.955 E19 22.257
20
Leírás Közepes vízhozamú befolyó
2.2.2.1.3 Mintavételi pontok a Nagy-patak vízrendszerén A Nagy-patak vízrendszerének sajátosságai miatt (több patakból összevont víztest, mély, rétegzett tározó) a mintavételi pontok kijelölésének logikája eltér a másik két mintaterületétĘl. A Nagy-patak vízrendszerén 12 állandó mintavételi pontot jelöltünk ki, ezeket az 5. Táblázatban félkövér betĦkkel szedtük. A tározót tápláló patakok (P1-P5) mindegyikét mintázzuk a torkolat közvetlen közelében, visszaduzzasztástól mentes helyen. A tározóból egyetlen helyrĘl veszünk vízmintát, de öt különbözĘ mélységbĘl (T0-T4 pontok). A részletes felmérést az Aranybánya patakon végeztük (1. víztest), amely a tározóba folyó patakok közül a legnagyobb vízhozammal rendelkezik. Ezen kívül a tározóban (2. víztest) keresztszelvények mentén végeztünk mĦszeres méréseket. Összesen 5 keresztszelvényt jelöltünk ki, keresztszelvényenként 3-3 mintavételi ponttal (K11-K53). A keresztszelvények pontjain függély mentén 1 méterenként növekvĘ mélységekben végeztünk méréseket. Egyszeri alkalommal a Nagy-patak középsĘ részérĘl is vettünk mintát (C2). A mintavételi pontokat a 9. ábra mutatja.
9. ábra: Mintavételi pontok a Nagy-patakon
21
5. Táblázat: Mintavételi pontok a Nagy-patak vízrendszerén (vö.: 9. ábra) Víztest
1
2
3
Pontkód AB1 AB2 AB3 AB4 AB5 AB6 AB7 AB8 AB9 AB10 AB11 AB12 AB13 P1 P2 P3 P4 P5 Fjord K11 K12 K13 K21 K22 K23 K31 K32 K33 K41 K42 K43 K51 K52 K53 T0 T1 T2 T3 T4 C1
Koordináta N47 53.453 E19 57.153 N47 53.483 E19 57.018 N47 53.578 E19 56.834 N47 53.724 E19 56.790 N47 53.790 E19 56.591 N47 53.859 E19 56.373 N47 54.004 E19 56.261 N47 54.180 E19 56.260 N47 54.345 E19 56.194 N47 54.457 E19 56.044 N47 54.533 E19 55.849 N47 54.567 E19 55.835 N47 54.600 E19 55.718 N47 53.036 E19 57.346 N47 53.458 E19 57.148 N47 53.505 E19 57.265 N47 53.473 E19 57.307 N47 53.308 E19 57.473 N47 53.325 E19 57.417 N47 53.373 E19 57.253 N47 53.396 E19 57.285 N47 53.401 E19 57.305 N47 53.347 E19 57.271 N47 53.357 E19 57.299 N47 53.358 E19 57.340 N47 53.269 E19 57.347 N47 53.299 E19 57.369 N47 53.312 E19 57.434 N47 53.186 E19 57.356 N47 53.203 E19 57.403 N47 53.209 E19 57.471 N47 53.084 E19 57.434 N47 53.106 E19 57.465 N47 53.135 E19 57.480 N47 53.106 E19 57.465 N47 53.106 E19 57.466 N47 53.106 E19 57.467 N47 53.106 E19 57.468 N47 53.106 E19 57.469 N47 52.767 E19 57.745
C2 CT
N47 51.396 E19 56.136 N47 49.893 E19 55.826
22
Leírás Aranybánya patak torkolatánál
Aranybánya patak
Aranyánya patak a forrásnál Nagybérc folyás, torkolatnál Aranybánya-patak, torkolatnál Nyírjes folyás, torkolatnál Nagy Lipót folyás, torkolatnál Kisagyagos folyás, torkolatnál A tározó egyik keskeny öble
Csórréti tározó keresztszelvényei, a 1113 szelvények a tározó felsĘ végében találhatók, az 51-53 szelvények a gáthoz közel találhatók.
Vízkivételi mĦ, felszín Vízkivételi mĦ, 4,5 méter mélység Vízkivételi mĦ, 8 méter mélység Vízkivételi mĦ, 11,5 méter mélység Vízkivételi mĦ, 14 méter mélység (fenék) Nagy-patak felsĘ szakasz, tározótól 250 m
Nagy-patak középsĘ szakasz Nagy-patak a Szén patak torkolatánál
2.2.2.1.4 Mintavételi gyakoriság A feltáró monitorozási program vízkémiai vizsgálatai céljára a kijelölt mintavételi pontokról havi rendszerességgel vettünk vízmintát. Ugyancsak havi rendszerességĦ hidrológiai észleléseket végeztünk a Galga-patak és a Rákos-patak kijelölt mintavételi pontjain. Egyszeri alkalommal mindhárom mintaterületen részletes felmérést végeztünk. A veszélyes anyagok vizsgálatára (vízbĘl illetve üledékbĘl) egyszeri alkalommal került sor, mindhárom mintaterületen. A biológiai vizsgálatok keretén belül mintavételre az alábbi gyakorisággal került sor: • • • • •
Fitoplankton vizsgálatokhoz havi gyakorisággal. Makrogerinctelenekre szezonális gyakorisággal. Vízi makrofitonra eddig egyszer. Bevonat algákra egyszeri alkalommal. Halakra egyszeri alkalommal.
2.2.2.1.5 Mért jellemzĘk Az alábbiakban részletezzük a feltárás keretében általunk elvégzett eddigi méréseket. Hidrológiai mérések • •
Az EU-s keretirányelvek alapján megterveztük a hidrológiai észleléseket, amely kiterjed a mérĘhelyek kiválasztására, a mérések gyakoriságára, a mérésekbe bevont hidrológiai elemek megnevezésére (csapadék, vízhozam, stb.). EgyszerĦ vízhozam méréseket végeztünk a vízfolyásokon.
Fiziko-kémiai komponensek Mértük a hagyományos vízminĘségi paramétereket (KOIps, NH4+, NO2-, NO3-, szerves nitrogén, SO42-, Cl-, lúgosság, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, lebegĘanyag, vezetĘképesség, pH). A másik vizsgálandó paramétercsoport a nehézfémek oldott, partikulált és összes formában (Hg, Cd, Pb, Cu, Cr, Ni, Al, Zn, Fe, Mn). E mérések havi gyakorisággal, illetve a részletes felmérések alkalmával történtek meg. Biológiai komponensek A biológiai vizsgálatok során a VKI által elĘírt 5 komponens csoport részletes felmérésére vizsgálatokat végeztünk a vízterek mentén. A következĘkben bemutatjuk a fitoplankton, a fitobentosz, a vízi makrofiton, a makrogerinctelenek és a halak élĘlény-együtteseinek felmérésére használt módszereket. A fitoplankton vizsgálatok az alábbi módszerrel történtek: • A merített és a helyszínen Lugol-oldattal rögzített mintákat Opton fordított plankton mikroszkóppal vizsgáltuk. A fitoplankton állománysĦrĦségének és biomasszájának meghatározása Németh (1998) módszertani könyvében részletesen leírt módszerrel történt.
23
• A fitoplankton biomasszát, (a biomassza 0.0329 %-os fajlagos a-klorofill tartalmát feltételezve) a víz egységnyi térfogatára vonatkoztatott a-klorofill koncentrációra számítottuk át a Felföldy (1987)-féle tízfokozatú (0-9) trofitási skála (Németh 1998) alkalmazása és az MSZ 12749 szabvány szerinti vízminĘségi osztályozás miatt. • A táblázatokba foglalt fitoplankton biomassza adatokat a nagyobb rendszertani egységek szerinti felosztásban µg/l mértékegységben adjuk meg, a szöveges részben mg/L (=103 µg/l)-re átszámítva említjük. A felosztás a hagyományos rendszertani csoportok mellett a legnagyobb lineáris méret szerint megkülönböztetett kategóriákat (pikoalgák: 1-2 µm, nanoalgák: 2-4 µm) is tartalmaz. Flagellatae néven a rögzített minta fénymikroszkópos vizsgálata alapján taxonómiailag pontosan nem azonosítható ostoros szervezeteket foglaltuk össze. • A fitoplankton dominancia-struktúrájának rövid jellemzésekor az egyes taxonok biomasszában kifejezett relatív abundanciáját a 6. Táblázatban közölt intervallum skála szerint adjuk meg. 6. Táblázat: A fitoplankton taxonok relatív abundanciája Abundancia osztály
Tartomány az össz-biomassza hányada
‰
0-1/16 1/16-1/8 1/8-1/4 1/4-1/2 1/2-3/4 3/4-7/8 7/8-15/16 15/16-1
0-63 64-125 126-250 251-500 501-750 751-875 876-938 939-1000
1 2 3 4 5 6 7 8
A domináns taxonok jelölései a következĘk: • • • • • • • • • • • •
piko: FLAG: CHROO: OSC: NOST: EUG: CRY: CENT: PENN: CHL: ULO: DESM:
piko-algák Flagellatae Chroococcales Oscillatoriales Nostocales Euglenophyta Cryptophyta Centrales Pennales Chlorococcales Ulothricales Desmidiales
Az élĘbevonat kovaalga állományának kvalitatív és kvantitatív vizsgálatára Németh és Vörös (1986), valamint Németh (1998) módszertani könyveiben, továbbá a Nemzeti
24
Biodiverzitás-monitorozó Rendszer Török (1997) által szerkesztett IV. kötete IV.2 fejezetében részletesen leírt eljárásokat alkalmaztuk. A makrofitonok vizsgálata érdekében három vízterületen elĘzetes terepbejárást végeztünk 2004. június elsĘ felében. A részletes felmérésre 2004. augusztus 11–14. között került sor. A makrovegetáció felmérése keretében a vízterekben és vizes élĘhelyeken elĘforduló állománytípusok (ill. élĘhely típusok, vö. Fekete et al. 1997) azonosítását és számbavételét, valamint a kérdéses területen elĘforduló túlnyomórészt edényes makrofiton fajok listájának összeállítását végeztük el, mely az értékelĘ munka alapját képezte. A habituálisan elkülönülĘ makróvegetáció-típusok azonosítását a domináns fajok alapján végeztük. A gyĦjtésnél, preparálásnál és cédulázásnál a Felföldy, (1990) által közölt elvi és módszertani útmutatás szerint jártunk el, ami egyformán bevált a hínár-, a mocsári- és a szárazföldi jellegĦ növényeknél. Az identifikálást Jávorka és Csapody (1991) Iconographia-ja segítségével, Simon (1992) edényes növényhatározója alapján végeztük, de felhasználtuk Haslam et al. (1975), ill. Felföldy (1990) vízinövényekre, Hubbard (1954) füvekre, Fitter et al. (1984) füvekre, palkafélékre és harasztokra, valamint legújabban a Magyar Könyvklub Természetkalauz sorozatának "Füvek" (1998) kötetében az édes és savanyúfüvekre, szittyófélékre és fĦszerĦ növényekre vonatkozó határozókulcsait, leírásait és illusztrációit. A határozásnál Zeiss gyártmányú sztereoszkopikus mikroszkópot használtuk. A fajok és társulások nevezéktanát egységesen Simon (1992) kézikönyve szerint alkalmaztuk. A vízterek és vizes élĘhelyek fajlistáinak értékelésénél a Simon (1992) és Borhidi (1993) által kidolgozott kategóriarendszereket vettük alapul. Az adatok táblázatos rögzítését és leíró statisztikai elemzését Microsoft Excel 5.0 és MVSP számítógépes programmal végeztük. A makrozoobenton élĘlény-együttes helyszíni mintavétele az ISO 7828: Water quality – Methods of biological sampling – Guidance on handnet sampling of aquatic macroinvertebrates nemzetközi szabványban rögzített elĘírásoknak, valamint a hazai MSZ EN 27828: 1998 szabványban rögzítetteknek megfelelĘen történt, amely az EN 27828: 1994 nemzetközi szabvány alapján került kiadásra. A minták feldolgozásával, makroszkopikus gerinctelen állatok meghatározásával és mintavételi eljárás részleteivel kapcsolatban Csányi (1998) tanulmányára és az ott idézett irodalomra (VITUKI 1997, 1999) utalunk. Magyarországon jelenleg egy eredetileg Angliában kidolgozott módszer-család módosított eljárását használják a rendszeres törzshálózati munkában (BMWP/ASPT értékelés). Az eredeti BMWP (Biological Monitoring Working Party) pontrendszer (NRA 1990) magyar viszonyokra átalakított változata a bentonban élĘ makroszkopikus gerinctelen állatok családok (egyes esetekben osztály vagy nemzetség) szerinti regisztrálásán alapul, tehát nem igényli az elĘkerült taxonok faji szintĦ meghatározását, ami a szaprobiológiai elemzés alapvetĘ követelménye. A minta vizsgálata során minden olyan családot fel kell jegyezni, amelyet az adott családhoz tartozó faj legalább egy egyede képvisel. Minden családhoz az indikációt kifejezĘ pontszám tartozik (NRA 1990). A BMWP kumulatív összpontszám (BMWP score), melyet az eredeti szöveges leírást képletté alakítva egy összefüggés alapján számítunk ki:
BMWP =
¦ ¦w t
i ij
i
j
Ahol,
wi
: az i-edik értékosztály pontszáma; i = 1 - n (nmax = 9, mivel összesen 9 értékosztály van), 25
j : az i-edik értékosztályban lévĘ taxonok száma, tij : az i-edik értékosztályból elĘkerült család-taxonok száma. A taxononkénti átlagos pontszám (ASPT: Average Score Per Taxon):
¦ ¦w
t ij
i
ASPT =
i
j
¦ ¦t i
= ij
j
BMWP ¦ ¦ t ij i
j
ahol:
¦ ¦t i
ij
: a mintában talált család taxonok száma.
j
A kidolgozott Magyar Makrozoobenton Család Pontrendszer (MMCP) alkalmasnak bizonyult folyóink és kisebb vízfolyásaink biológiai vízminĘségének jellemzésére. A családonkénti pontrendszert illetĘen utalunk Csányi (1998) és a VITUKI (1997) munkákra és a 7. Táblázatban. A makroszkopikus gerinctelen fauna vizsgálatán alapuló családtaxon prezenciapontrendszer 5 vízminĘségi osztály (és 11 alosztály) szerint, tehát kellĘ részletességĦ, 11 fokozatú skálán teszi lehetĘvé a biológiai vízminĘségi osztályozást (8. Táblázat) . 7. Táblázat: A vízminĘségi index (QI) számítása az összpontszám és a taxononkénti átlagpontszám alapján (Csányi 1998) Összpontszám > 120 101-120 81-100 51-80 25-50 10-24 0-9
Taxononkénti átlagpontszám > 5.0 4.5-5.0 4.1-4.4 3.6-4.0 3.1-3.5 2.1-3.0 0.0-2.0
VízminĘségi index 7 6 5 4 3 2 1
A makrogerinctelen élĘlény-együttes feltárása során mindhárom víztérben - az AQEM projekt során kidolgozott eljárásnak megfelelĘen - az elĘforduló élĘhelyek, habitat típusok részarányainak megfelelĘ szemi-kvantitatív mintákat vettünk. A Rákos-patakon és a Galgán csak a "kick and sweep" technikával végrehajtott egyelĘ hálózást alkalmaztuk, a Csórréti tározó mentén található patakokban, valamint a tározó part menti sekélyebb víztereiben (max. 1,5 m mélység) úgyszintén, de a tározó mélyebb víztereiben EkmanBirge üledékmarkoló használatára is sor került.
26
8. Táblázat: A mintavételi helyek minĘsítése és osztályozása a vízminĘségi indexek (QI) alapján (Csányi 1998) VízminĘségi indexek átlagértéke ≥6 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
MinĘsítés kiváló minĘségĦ
jó minĘségĦ kevésbé szennyezett közepesen szennyezett nagyon szennyezett
VízminĘségi osztály I. A. I. B. I. C. II. A. II. B. III. A. III. B. IV. A. IV. B. V. A. V. B.
Szín jelölés kék
zöld sárga piros fekete
Annak érdekében, hogy a vízfolyások víztestei mentén tapasztalható térbeni heterogenitás jellegzetességeit feltárhassuk, s az ennek következtében szükséges minimális mintaszámot meg tudjuk határozni, térben nagy gyakoriságú, sĦrített módon kijelölt mintákat vettünk az egyes vízfolyások kiválasztott víztestei mentén mintegy tíz járulékos helyen. Reményeink szerint ugyanis ilyen módon megfelelĘen meghatározható az a minimális mintaszám, amely a térbeni mozaikosságot, változatosságot, heterogenitást is figyelembe veszi és a víztestek ökológiai állapotára vonatkozó megfelelĘ jellemzéshez is elegendĘ adatokat szolgáltat. E kérdés megnyugtató megválaszolása ugyanis a késĘbbi operatív monitorozás tervezése szempontjából kulcsfontosságú. A részletes vizsgálatok a Rákos-patakon a Budapest térségében húzódó víztesten, a Galgán az Aszód feletti, Becskei patakig tartó víztesten, a Csórréti-tározón pedig az Aranybánya patak tározó feletti szakaszán történtek. E minták taxonómiai feldolgozása jelenleg még folyamatban van. Az eddigi munka során a vízi makroszkopikus gerinctelenekre vonatkozó adatokat egy olyan ACCESS alapú adatbázisban rögzítettük, amely a késĘbbiekben alkalmas lehet a magyarországi környezetvédelmi gyakorlatban keletkezĘ hasonló típusú biológiai adatok befogadására és értékelésére. Az adatbázis megfelelĘképpen kommunikál a vízminĘségvédelmi (VM) adatbázissal, amelyben szinte kizárólag a fizikai és a kémiai monitorozás eredményeit tárolják. A biológiai adat-bevitel alapját adatbázisunkban az AQEM taxonlista adja. Az a célunk, hogy a kifejlesztett adatbázis segítségével bevitt adatok tetszés szerinti módon lekérdezhetĘk legyenek. Kiértékelésük az AQEM szoftver segítségével is megvalósítható, így végeredményben a multimetrikus indexek segítségével kiválasztható az adott tetszĘleges adatértékelési verzió. ElĘrehaladási jelentésünkben a 2. Melléklet tartalmazza a gyĦjtött makrogerinctelen adatokat. Az adatok mintavételi helyenként elkülönítve jelennek meg. Az adatbázis segítségével lehetĘség nyílik az eredmények grafikus ábrázolására és értékelésére, valamint a táblázatos formában történĘ összevont megjelenítésre is. A halfauna vizsgálata az alábbiak szerint történt. A terepi munka során elĘször terület bejárást végeztünk. A mintavételi helyszíneket úgy jelöltük ki, hogy azok jól modellezzék a vízfolyás adott szakaszának jellemzĘit. A terület bejárás során rögzítettük a minta 27
értékeléséhez szükséges adatokat. A terület bejárást követĘen történt a mintavétel. A vizsgálat helyszínei nem tartoznak a halászati vízterek közé, emiatt védett fajok gyĦjtéséhez az illetékes természetvédelmi hatóság engedélyét szereztük be. A mintaterület értékeléséhez a FAME javaslatait és a STAR helyszíni protokollját is figyelembe véve a korábbi tapasztalatoknak megfelelĘ kiegészítĘ adatsort vettünk fel. Ezek részben a mintavételi helyszín azonosíthatóságát, részben a mintavétel közvetlen adatait, részben a mintavétel eredményeinek jobb értékelhetĘségét biztosító adatokat tartalmaznak. Ezek alapján az adatokat négy nagyobb csoportba lehet sorolni: •
• •
•
A mintavételi helyszín, vagy (ahol szükséges) a mintavételi egység azonosíthatóságát biztosító adatok: (víztér neve, mintaszakasz száma, a mintavételi egység megnevezése és hossza, GPS koordináta és tengerszint feletti magasság a pontosság megjelölésével. A mintavételre vonatkozó közvetlen adatok: idĘpont, mintavételt végzĘk neve, mintavételi módszer, halászhatóság. A víztér mintavételi helyszínen meghatározott és a mintavételi adatok értékeléséhez fontos tipológiai, morfológiai, hidrológiai, hidrobiológiai paraméterei (vízfolyás típusa, jellege, átlagos és legnagyobb mederszélesség, átlagos és legnagyobb vízmélység, gázló-medence aránya, lotikus-lenitikus területek aránya, a hozzáfolyás és az aljzat jellege, élettelen tereptárgyak a vízben, a vízparti és a mederben levĘ növényzet típusa, a meder növényzet borítása A mintavételre vonatkozó közvetett adatok, a víztér fizikai, kémiai jellemzĘi (idĘjárás, fényviszonyok, szín, átlátszóság, vízhĘfok, vezetĘképesség, vízsebesség stb.).
A mintavételi helyszíneket az alábbiakban mutatjuk be. A helyszínek elnevezése a kezdĘ – legalsó – pont alapján történt. A Nagy-patak vízrendszere: • • • • •
Aranybánya-patak a torkolat felett 20 méter Nyírjes folyás a torkolat felett 20 méter A tározott szakasz (Csórréti-tározó) A Nagy-patak a Szén patak befolyásáig Lajosházi út bújtató
Galga-patak: • • • • • •
A forrástól a Becskei patak befolyásáig Becske – Nógrádkövesd közúti-híd A Becskei pataktól az aszódi szennyvíztelep befolyójáig Galgamácsa – Váckisújfalu közúti-híd felett 800 méter Az aszódi szennyvíztelep befolyójától a torkolatig Tura Nagy-legelĘ VOTR oszlop
Rákos-patak: • •
A forrástól a gödöllĘi tavakig GödöllĘ, Isaszegi út közúti-híd
28
• • • •
A gödöllĘi tavaktól a fĘváros határáig Pekáry tanya legelĘ A patak budapesti szakasza Rákosvölgyi utca gyalog-híd
A vízfolyások mintavételi helyszínein 5 darab egymást követĘ 50 méteres mintaegységet jelöltünk ki. A távolságokat mérĘszalaggal mértük ki és jelzĘ karókkal jeleztük a parton. Az összefüggĘ mintázás miatt záró hálót nem alkalmaztunk egyik esetben sem. A vízfolyások esetében a kiegészítĘ adatokat mintavételi helyszínenként aduk meg. A GPS koordináták minden helyszín legalsó mintaegységére – kezdĘpont – vonatkozik. A Csórréti-tározón a kvalitatív mintavétel mellet 5 darab 100 méteres mintavételi egységet is kijelöltünk a parti sávban, szemikvantitatív mintavétel céljából. Itt a kiegészítĘ adatokat mintaegységenként adtuk meg. A GPS koordináták a kezdĘpontot jelölik. A halfaunisztikai vizsgálatokhoz a mintavételezést egy 10.000 W maximális impulzus teljesítményĦ Hans-Grassl IG 200/2 típusú, akkumulátorról üzemelĘ pulzáló egyenáramú elektromos halászgéppel végeztük. JellemzĘen a sekélyebb, vagy kisebb sodrású mintavételi helyszíneken 500 V, 15 A és 80-100 Hz állítást, míg a tározón, valamint a gyorsabb, vagy mélyebb területeken 600 V, 20 A és 100 Hz állítást használtunk. Egy-egy mintavételi helyszínen azonos állítással dolgoztunk az egyenletes mintavételi eredmények érdekében. A gép megfelelĘ beállításait a korábbi tapasztalatok biztosították. A vízfolyások esetében a mintavételt gázolva, alulról fölfelé haladva, a tározón a mintavételt mĦanyag testĦ csónakból végeztük. Utóbbi esetben a mintavétel rétegzett, random módszerĦ volt. A mintázás a nagy vízátlátszóság, valamint a tározó morfometriai adottságaiból adódóan csak részleges volt, azt szemi-kvantitatív mintaként lehet értékelni. A mintavétel során az eredmények értékeléséhez meghatároztuk az elĘkerült fajokat, valamint rögzítettük egyedszámukat mintavételi egységenként. Az ivadék (0+) határozása és számlálása fajonként szintén megtörtént, az adatokat külön kezelve a nagyobb korosztálytól. A halak meghatározása a helyszínen, szükség esetén tartósított mintából laborban, sztereomikroszkóp segítségével történt. Az eredmények értékelését statisztikai módszerekkel végeztük el. A vizsgálat során 6 víztér 30 mintapontját vizsgáltuk meg. Elemeztük az egységnyi hosszra (100 méter) számított fajonkénti egyedszámokat is. Az egységnyi egyedszámok értékét kizárólag a 0+ korosztálynál nagyobb egyedekre számítottuk. Annak megadása átlag számítás alapján történt. A legalább egy mintapontról elĘkerült egyed egységnyi száma 1. A többi esetben az egyedszámokat a kerekítés szabályainak megfelelĘen egész számban adtuk meg. A mintavételek során a vizsgált vízterekbĘl összesen 19 halfaj jelenlétét mutattuk ki, ezek besorolását a 9. Táblázatban mutatjuk be.
29
ritka tömeges tömeges ritka
ėshonos ėshonos ėshonos ėshonos
Aspius aspius Alburnus alburnus Blicca bjoerkna Gobio gobio
ritka tömeges tömeges
ėshonos Adventív ėshonos Adventív ėshonos
Cobitis taenia Ameiurus melas Esox lucius Lepomis gibbosus Perca fluviatilis
bevándorló ritka
tömeges
ritka
ėshonos
Barbatula barbatula
Ęshonos
tömeges
ėshonos
Cyprinus carpio
Gymnocephalus cernuus Proterorhinus marmoratus
-
Adventív
Carassius auratus
tömeges
ėshonos
Rhodeus sericeus
-
tömeges
ėshonos
Leuciscus cephalus
Pseudorasbora parva Adventív
tömeges
ėshonos
Scardinius erythrophthalmus
igen
nem
Bern III., védett
nem
nem
nem
nem
nem
nem
nem
nem
nem
nem
nem
Bern III., HD II., nem védett
védett
nem
igen
eurytop
eurytop
eurytop
limnofil
eurytop
limnofil
limnofil
reofil
eurytop
eurytop
limnofil
nem
limnofil
reofil
eurytop
eurytop
eurytop
reofil
limnofil
nem
nem
igen
nem
nem
nem
igen
igen
Bern III., HD II., nem védett
védett
nem
nem
Bern III.
nem
nem
bentikus
bentikus
vízközt
vízközt
vízközt
bentikus
bentikus
bentikus
bentikus
bentikus
vízközt
vízközt
bentikus
bentikus
vízközt
vízközt
vízközt
vízközt
detritivor
insectivor invertivor insectivor invertivor insectivor invertivor
piscivor
omnivor
detritivor
detritivor
omnivor
omnivor
omnivor
omnivor
detritivor
omnivor
omnivor
piscivor
omnivor
planktivor
/
/
/
speleofil
fito-litofil
fitofil
pszammofil
fitofil
pszammofil
fitofil
litofil
fitofil
fitofil
ostracofil
fito-litofil
pszammofil
fitofil
fito-litofil
litofil
litofil
fitofil
toleráns
közepesen
toleráns
toleráns
toleráns
toleráns
toleráns
közepesen
toleráns
toleráns
közepesen
toleráns
közepesen
toleráns
toleráns
közepesen
toleráns
közepesen
Veszélyes anyagok A veszélyes anyagok vizsgálata üledék és vízminták esetében történt meg. Az üledék mintákat általában ultrahangos fürdĘben extraháltuk hexán:aceton (1:1) eleggyel. A betöményített mintaoldat további analízise megegyezik a vízmintákkal. Az üledékek illékony szennyezĘinek meghatározásához aceton: pentán (1:1) elegyes extrakciót használtunk, ultrahang és töményítés nélkül. Az elegyhez desztillált vizet adtunk és a szerves fázist analizáltuk. Vízmintákból az illékony vegyületek analízise történt meg (diklórmetán, tr.-diklóretilén, 1,1-diklóretán, cisz-diklóretilén, kloroform, 1,2-diklóretán, benzol, széntetrakloeid, triklóretilén, bróm-diklórmetán, toluol, tetraklóretilén, dibróm-kóretilén, klórbenzol, etilbenzol, m+p-xilol, bromoform, propilbenzol, 1,3-diklórbenzol, 1,4- diklórbenzol, 1,2diklórbenzol, 1,3,5-triklórbenzol, 1,2,4- triklórbenzol). A megsavanyított vízmintához deuterált kísérĘ standardokat adtunk és pentánnal extraháltuk. A betöményített mintát GC/MS mĦszerrel mértük SIR üzemmódban. A kiértékelés 5 pontos kalibráló egyenes, deuterált kísérĘ standardok és mérési standardok segítségével történt. (A VITUKI-ban alkalmazott eljárás EPA és ISO módszerek továbbfejlesztett változata.) A közepesen illékony vegyületek analízise vízmintákból a következĘk szerint történt: A megsavanyított vízmintát C18 diszken szilárd fázisú extrakcióval tisztítottuk. A mintafrakciót etilacetáttal és diklórmetánnal oldottuk le a diszkrĘl. A betöményített mintát GC/MS mĦszerrel mérjük SIR üzemmódban. A kiértékelés 5 pontos kalibráló egyenes, deuterált kísérĘstandardok és mérési standardok segítségével történt. A VITUKI-ban alkalmazott eljárás EPA és ISO módszerek továbbfejlesztett változata. A következĘ komponenseket mértük így: poliaromás szénhidrogének, poliklórozott bifenilek, atrazin, prometrin, terbutrin, triuralin, klórfenvifosz, izoproturon. A diizookil ftalát meghatározása esetén a megsavanyított vízmintához dipentilftalát kísérĘ standardot adunk és hexánnal extraháltuk. A koncentrált elegyet szilika szilárdfázisú oszlopon tisztítottuk. A ftalátok leoldása, egy hexános mosást követĘ diklórmetános elúcióval történik. A leoldott eluátumot koncentrálás és belsĘstandard (squalán) hozzáadása után GC/FID módszerrel mértük. A kiértékelés 5 pontos kalibráló egyenes, deuterált kísérĘstandardok és mérési standardok segítségével történik. A VITUKI-ban alkalmazott eljárás ISO módszer továbbfejlesztett változata. Az alkilfenolok (oktil-, nonil fenol) meghatározása esetében a megsavanyított vízmintához 2,6-di-(terc)butil-fenol kísérĘ standardot adunk és hexánnal extraháltuk. A koncentrált elegyet szilika szilárdfázisú oszlopon tisztítjuk Az alkilfenolok leoldása, egy hexános mosást követĘ diklórmetános elúcióval történt. Az elutáumot ecetsavanhidriddel acetileztük trietilamin katalizátort használva. A reakcióelegyhez vizet adunk és a származékokat hexánnal extraháltuk. A betöményített mintát GC/MS mĦszerrel mérjük SIR üzemmódban. A kiértékelés 5 pontos kalibráló egyenes, kísérĘstandard és mérési standard (terfenil) segítségével történik. A VITUKI-ban alkalmazott eljárás ISO szabványtervezet továbbfejlesztett változata.
31
Célvizsgálatok A mérĘhálózatot és a komponenseket úgy tervezzük meg, hogy az alkalmas legyen a térés idĘbeni változékonyság (hidromorfológia, vízminĘség és élĘlény mintázat) becslésére. Annak érdekében, hogy a feltárás ennek megfeleljen, a Rákos- és a Galga-patakon egy alkalommal, a Nagy-patak vízrendszerén két alkalommal sor került expedíció jellegĦ méréssorozat elvégzésére, melynek eredményei a tér-és idĘbeni változékonyság felmérését statisztikailag is alátámaszthatják. Egy-egy záporeseményhez kapcsolódóan a Rákos-patakon, a gödöllĘi buszpályaudvar mellett, mintavételezést végeztünk a belterületi bemosódás vizsgálatára. 2.2.2.2 Mintavételi és mérési módszerek Minden mintavétel –elĘkészítés, és -tartósítás szabvány módszerrel történt. A meghatározások a SZIE és a VITUKI akkreditált laboratóriumaiban végezték.
Hidrológiai vizsgálatok A hidrológiai vizsgálatok az úszós módszerrel történtek. Egyes helyeken a kis vízhozam, illetve a meder morfológiai adottságai miatt vízhozam mérésre nem volt lehetĘség. Ezen esetekben mérnöki becslést alkalmaztunk.
Vízkémiai vizsgálatok mintavételi módszerei Az alkalmazott módszereket a 10. Táblázatban foglaltuk össze. Ehhez a vonatkozó szabványokat összegyĦjtöttük, s a most folyó monitorozás eredményeit is figyelembe véve, külön tanulmányban értékeljük az analitikai teljesítĘképességet a várható monitorozási feladatok szempontjából. E tanulmány a projekt lezárásakor készítendĘ módszertani útmutató függelékében kerül majd megjelenítésére. A helyszínen megmértük a víz hĘmérsékletét, pH-ját, redox potenciálját, oldott oxigén koncentrációját és fajlagos elektromos vezetĘképességét. A lebegĘanyag tartalom meghatározására a vízmintát még a helyszínen leszĦrtük 0,45 µm pórusméretĦ membránszĦrĘn. A „hagyományos” vízkémiai komponensek vizsgálatához 1 liter vízmintát vettünk, amelyet a másnapi feldolgozáshoz hĦtve tároltunk. A három mintaterületen alkalmazott további mintavételi módszerekben a vizek sajátosságai és az alkalmazandó vizsgálati módszer különbözĘsége miatt kisebb eltérések vannak ezért ezeket mintaterületenkénti bontásban adjuk meg. A Rákos-patakon és a Galgán a nehézfém vizsgálatokhoz 1,5 liter vízmintát vettünk, amelyet tartósítás nélkül szállítottunk a SZIE Központi Laboratóriumába. Az összes higany vizsgálathoz 100 ml szĦretlen vízmintát a helyszínen cc. HNO3-al tartósítottunk. Az oldott higany meghatározásához 100 ml vízmintát a még a helyszínen leszĦrtünk 0,45 µm pórusméretĦ membránszĦrĘn és cc. HNO3-al tartósítottuk. A higany meghatározáshoz a mintákat a VITUKI laboratóriumába szállítottuk.
32
A Nagy-patakon a korábbi információnk alapján a másik két területnél lényegesen alacsonyabb nehézfém koncentrációkra kellett számítanunk, ezért érzékenyebb mérési módszerre volt szükség. Ennek megfelelĘen a nehézfém mérésekhez 100 ml szĦretlen vízmintát a helyszínen cc. HNO3-al tartósítottunk. Az oldott állapotú nehézfémek meghatározásához 100 ml vízmintát a még a helyszínen leszĦrtünk 0,45 µm pórusméretĦ membránszĦrĘn és cc. HNO3-al tartósítottuk. A tározó különbözĘ mélységeibĘl a vízmintát búvárszivattyúval vettük. A részletes felmérésre kijelölt víztesteken sĦrĦ mintavételi ponthálózatot alakítottunk ki. A terepi mérésekhez Hydrolab Surveyor 4 típusú hordozható mĦszert használtunk. A mĦszerrel a következĘ paraméterek mérhetĘk: hĘmérséklet, pH, redox potenciál, vezetĘképesség, összes oldott anyag, zavarosság, oldott oxigén mg/L-ben illetve telítettségi százalékban, fotoszintetikusan aktív sugárzás (víz alatti és felszíni referencia együttesen), valamint mélység. A munka során minden mintavételi helyszínen végeztünk mĦszeres méréseket, valamint a mintavételi helyek zömében vízmintát is vettünk, a rendszeres monitorozás program során alkalmazott módon, azonos komponensekre vizsgálva. A mĦszeres mérés során a mĦszer megbízhatóságának tesztelése érdekében egy-egy ponton többször, -de legalább háromszor – megismételtük a méréseket. A patakokban (Rákos-patakon, Galgán és a Nagy-patak vízrendszerének patakjaiban) a kis vízmélység miatt (kisebb, minta a mérĘszonda teljes mérete) fénymérésre nem került sor. A Csórréti tározóban a szondát a felszínrĘl a fenék felé haladva 1 méteres közönként eresztettük le, minden mélységben legalább három mérést végezve.
A fitoplankton vizsgálatokhoz 200 ml vízmintát vettünk üveg mintavevĘ edénybe, majd Lugol oldattal tartósítottuk (konyak-színig). • • • • •
Fitoplankton: merített és mélységi minta Fitobentosz: bevonat minta Makrofiton: állomány-felmérés, borítottság becslése Makrogerinctelenek: AQEM módszer alkalmazásával kvantitatív egy elĘhálózás habitat típusok részarányában (AQEM 2002). Halak: fajok kimutatása és állomány-méret becslése módosított FAME módszertan alapján (FAME 2002).
33
10. Táblázat: A mért fiziko-kémiai komponensek, és vizsgálati módszereik Komponens HĘmérséklet pH Fajlagos elektromos képesség Oldott oxigén KOI ps Lúgosság Összes Keménység Kalcium Magnézium Nátriumion Káliumion Szulfátion Ammónium-ion Nitrát-ion Nitrit-ion Szerves nitrogén TN Foszfát-ion Komponens
Vizsgálati módszer MSZ 448-2-1967 MSZ 448-22-1985 vezetĘ MSZ 448-32-1977 MSZ 448-24-1984 MSZ 448-20-1991 MSZ 448-11-1986 MSZ 448-21-1986 MSZ 448-3-1985 MSZ 448-3-1985 MSZ 448-10-1977 MSZ 448-10-1977 MSZ 448-13-1983 MSZ ISO 7150-1-1993 MSZ 448-12-1982 MSZ 448-12-1982 MSZ 448-27-1985 MSZ 448-27-1985 MSZ 448-18-1977 Vizsgálati módszer
Alapelv
Potenciometria Konduktometria Titrimetria Titrimetria Titrimetria Titrimetria Titrimetria Titrimetria Lángemissziós fotometria Lángemissziós fotometria Zavarosságmérés Abszorpciós fotometria Abszorpciós fotometria Abszorpciós fotometria Kjeldahl-titrimetria Kjeldahl-titrimetria Abszorpciós fotometria Alapelv
TP MSZ 448-18-1977 Abszorpciós fotometria Az oldott, a lebegĘanyaghoz MSZ 1484-3-1998 ICP-AES, GF-AAS kötött és az összes fémtartalom meghatározása Oldott fémtartalom A 0,45 µm pórusméretĦ membrán szĦrĘlapon, a mintavétel helyszínén szĦrt, savas tartósítás után meghatározható fémtartalom LebegĘanyaghoz kötött A mintából 0,45 µm fémtartalom pórusméretĦ membrán szĦrĘlapon kiszĦrhetĘ frakció fémtartalma (számított érték) Összes fémtartalom Az eredeti, homogenizált, de másképpen nem kezelt vízminta roncsolása után meghatározott fémtartalom
A biológiai mintavétel és -elĘkészítés
34
2.2.3
Adatfeldolgozás
Az adatok feldolgozásának elsĘ lépése a meglévĘ adatsorok rendezése volt (Microsoft Excel táblázatkezelĘ programja). Olyan összesítĘ adatbázist készítettünk, mely minden vízrendszerre külön tartalmazta az összes adatot. A vízminĘség-mérĘ szonda esetében rendelkezésünkre álltak a mérési hiba számításához szükséges adatok is. A mintaterületekre készítettünk egy-egy alaptáblázatot, melyek minden információt tartalmaznak idĘrendi sorrendben. Ezek a táblázatok a víztereken készült összes részletes és rendszeres felmérések eredményeit (a szondás és a laboranalízis eredményeit is) tartalmazzák. A továbbiakban részletes táblázatokat készítettünk a vízrendszerekre attól függĘen, hogy éppen milyen szempontok szerint vizsgáltuk a vízminĘségi paraméterek változását (mélység, folyásirány, keresztszelvény). Diagrammok segítségével vizsgáltuk a különbözĘ komponensek területi változékonyságát a mintaterületeken. Statisztikai számításokat készítettünk a tesztterületekre, végül a mérési gyakoriságok és a mintavételi helyek megállapításához megvizsgáltuk, hogy térben és idĘben a mintaterületeken hogyan változnak az egyes komponensek hibaintervallumai meghatározott megbízhatósági szinten. 2.2.3.1 Alapstatisztika Minden egyes adatsorra elsĘ lépésként elkészítettünk néhány alapstatisztikai számítást komponensenként. A számítások célja, hogy látható legyen az adatsorok néhány jellegzetes tulajdonsága, de a további számításokhoz is felhasználtuk az így készült táblázatokat. Egy jellegzetes adatsort mutat a 11. Táblázat. 2.2.3.2 Folyásirány szerinti változékonyság A három mintaterület mindegyikén megvizsgáltuk a feltáró mintavételezéseink eredményei alapján, hogy az egyes vízminĘségi paraméterek hogyan változnak a folyásirány mentén. Megnéztük azt, hogy lehet-e trendet megállapítani a vízminĘség alakulására komponensenként, a kapott információk a mérési gyakoriság meghatározásakor voltak segítségünkre. 2.2.3.3 Mintavételi gyakoriság számítása A megfelelĘ térbeli mintavételi gyakoriság megállapításához meg kellett becsülni a fĘleg térbeli változékonyságból adódó hibákat komponensenként (átlag, +/- hiba%), ami megállapodás szerinti körülményeket feltételezve fellép akkor, ha a víztesteket 1 - > n számú mintavételi ponttal jellemezzük. Az adatfeldolgozás következĘ pontjaként mindhárom víztér adataiból kiszámítottuk annak a valószínĦségét, hogy ha bizonyos megbízhatósággal (például 90%-os) keressük az egyes komponensek változásait, akkor az átlaghoz viszonyítva mekkora intervallumnyit tévedünk százalékosan, illetve az adott komponens mértékegységében. A munkához a Matematikai Kézikönyvet (Bronstejn et al. 2000) és a Matematikai Statisztika címĦ jegyzetet használtuk (Bognár et al. 2000).
35
11. Táblázat: Jellegzetes alapstatisztikai adattábla (Aranybánya-patak)
9,84 87,79 9,94 290,47 0,19 7,62 237,17 2,20 0,75
Relatív szórás % 15,59 2,70 4,13 29,62 29,53 2,56 8,23 14,01 33,21
65,85
13,09
8,62
54,00
82,00
28,23 11,62 11,28
14,47 19,74 49,92
4,09 2,29 5,63
23,00 8,00 6,10
35,00 16,00 25,00
mg/L
47,77
62,19
29,71
18,00
99,00
Szulfát
mg/L
35,00
8,41
2,94
30,00
38,00
Nitrát-ion Kjeldalh nitrogén TN
mgN/L
0,67
53,55
0,36
0,29
1,00
mgN/L
0,12
79,76
0,10
0,05
0,39
mgN/L
0,32
134,16
0,43
0,05
1,16
TON
mgN/L
0,12
79,76
0,10
0,05
0,39
Komponens
Mértékegység
HĘmérséklet Oxigéntelítettség Oldott O2 vezkép ÖOA pH redox KOIps (ülepített) Lúgosság p/m Összes keménység Kalcium Magnézium Nátrium
oC % mg/L µS/cm g/l mV mg/L mmol/l CaO mg/L mg/L mg/L mg/L
Klorid
Átlag
Szórás
Min.
Max.
1,53 2,37 0,41 86,03 0,05 0,19 19,52 0,31 0,25
7,91 83,71 8,88 170,67 0,11 7,05 208,00 1,44 0,40
13,31 91,73 10,45 436,00 0,28 7,81 269,67 2,64 1,10
Számításaink során az intervallumbecslés módszerét alkalmaztuk. Az intervallumbecslés egy olyan intervallum megadását jelenti, amely az általunk elĘírt valószínĦséggel tartalmazza a becsülni kívánt paramétert. A keresett intervallum neve konfidencia intervallum: d/2 = tα(n-1)S*/(¥n) Ahol: n: a minta elemszáma, tα(n-1): a megbízhatóságtól függĘ konstans, S*: korrigált tapasztalati szórás. A tα(n-1) konstans értéke a Student-féle t-eloszlás táblázata alapján határozható meg. A megbízhatósági szintre az α konstans utal, (1-α) a megbízhatósági szint. A d intervallum az alábbi képletbĘl számítható:
36
d = [Xatl - tα(n-1) S*/(¥n) ; Xatl + tα(n-1) S*/(¥n)],
ahol Xatl : mintaközép
A számítások eredményét diagramokon ábrázoltuk. Az ábrákon a konfidencia intervallumokból számított hibaintervallumokat jelenítettünk meg százalékban kifejezve ((konfidencia intervallum/minta átlag)*100). Ez a hibaintervallum azt mutatja meg, hogy 100 mintából például 90 darab (90%-os megbízhatósági szint) ebben a hibaintervallumban található meg az adott komponensre nézve. (Itt tehát 10% hibalehetĘséget engedtünk meg!) Ezzel a számítási módszerrel számítottuk ki a különbözĘ vízminĘségi paraméterek esetében azt, hogy ha az adott vízfolyáson csak egyszer mérjük azokat, akkor mekkora hibával számolhatunk (10. ábra). Erre azért volt szükség, mert a kisvízfolyásokon anyagi okokból csak egy, vagy néhány ponton tudunk általában mérni. E számításokat arra használtuk fel arra, hogy megtudjuk, jellemezhetĘk-e a tesztterületeink egyetlen mintavételi ponttal minden vizsgált komponens tekintetében. (Mivel a kisvízfolyásokat korábban nem igen vizsgálták, ha mégis, akkor is csak egyetlen ponton, ezért elsĘként azt vizsgáltuk, mekkora hibát vétünk, ha csak egy ponttal jellemzzük a vízfolyásokat.) 10. ábra: A patakok egyetlen ponttal történĘ jellemzésének hibaintervalluma néhány paraméterre
A hibaintervallumok változása a Galga-patakon
hĘmérséklet
megbízhatóság, %
100% 95%
ÖOA
90%
pH
85%
redox
80%
oldott oxigén %
75%
oldott oxigén
70%
vezkép
65%
hibahatár
60%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
hibaintervallum, +/- %
A VKI szerinti minĘsítést vettük alapul ahhoz, hogy megadjuk, mi az a hibaintervallum, amelynek elfogadásával nem tévesztünk osztályt, azaz biztonsággal meghatározható egyetlen méréssel a patakon az adott komponensre a víz osztálya. A VKI szerinti EQR alapú minĘsítési rendszer öt osztályt különböztet meg. Ha az öt osztályt együtt 100%-nak tekintjük és lineáris a skála, akkor 20%-onként lépünk osztályt. Ezért tehát ha 20%-os (+/10%-os) egy vízminĘségi paraméter hibaintervalluma az átlaghoz viszonyítva, akkor még éppen nem ugrunk osztályt, ha az adott vízfolyáson csak egyszer mérjük meg (10. ábra). Mindig az eredeti adatokkal számoltunk, nem képeztünk EQR értékeket. Ennek két oka volt:
37
• •
A folyótípusok referencia állapotát vízkémiai paraméterekre hivatalosan még nem határozták meg, vagyis a referencia értékek nem ismertek. Matematikailag igazolható, hogy a relatív hiba értéke független attól, hogy az eredeti, vagy az EQR értékekkel számolunk-e, mivel egy állandó értékkel történĘ osztás a relatív hibát nem befolyásolja.
A következĘkben megvizsgáltuk, hogy ha a paramétereket nem elég egyszer mérni, akkor hány mintapont szükséges egy víztesten. A paraméterek esetében a következĘ képlettel kiszámítható az a hiba (Clement 2004), amit akkor vétünk, ha csak egyszer, kétszer, háromszor, stb. veszünk mintát a vizekbĘl. hiba = t (ı/Y) ((N-n)/(nN))1/2 Ahol: t: konfidencia szint, Y: mintaátlag, N: elemszám, n: mintaszám. ı: mintaszórás, A monitorozás tervezésekor szükséges mintaszámot alapvetĘen a mintázandó változó relatív szórása határozza meg. Minél nagyobb a relatív szórás, annál sĦrĦbb mintázással érhetĘ el ugyanaz a megkívánt pontosság. Ez fordítva is igaz: a mintaszám csökkenése annál nagyobb információvesztéssel jár, minél nagyobb a mintázandó változó relatív szórása (Clement 2004). Diagramokon ábrázoltuk a hibák alakulását a patak teljes hosszán mért mintavételi pontok függvényében, így jól látható, hogy a vízminĘségi paraméterek térbeli mérési gyakoriságának megválasztásával mekkora hibát vétünk A 11. ábra egy példát mutat be erre a számításra. Ez alapján már eldönthetĘ, hogy miként optimalizáljuk az információvesztés és a költségek kényes egyensúlyát. (A hiba csökkenésével az információvesztés is csökken, ehhez nagyobb mérési gyakoriság szükséges, ami viszont a költségeket jelentĘsen megemeli.) 11. ábra: A hiba alakulása a mintavételi pontok számának függvényében az egyik tesztterületen
hiba, %
A hiba alakulása a mintaszám függvényében az Aranybánya-patakon
25
hĘmérséklet
20
oldott O2
15
vezkép ÖOA
10
pH
5
redox
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
m intaszám , db
38
10 11 12 13
A fenti számításokat alkalmaztuk a mintavételi pontok és az évente szükséges mintavételi gyakoriság megállapításához. A térbeli változékonyság elemzését követĘen a fent említett módszerekkel vizsgáltuk az idĘbeli változékonyságot is a mintaterületeken. Mivel a három tesztterületen nem állt rendelkezésre idĘben gyakori mérésekrĘl adatsor, ezért egy gyakran mintázott folyó (a Zala) mérési eredményeit használtuk fel a számításokhoz, ahol több ponton napi, illetve heti rendszerességĦ méréseket végeznek számos komponensre. A zalaapáti mérési hely 2003-as adatsorait vizsgáltuk az idĘbeli mérési gyakoriság becsléséhez. 2.2.4
GIS és honlap
2.2.5
Az elvégzett térinformatikai feladatok
A projekt során elvégzett térinformatikai feladatok a következĘk: •
Mindhárom területre beszereztük az elemzésekhez és megjelenítéshez szükséges kiegészítĘ alapadatokat: szkennelt 1:10000 topográfiai térképeket, digitális katonai térképeket.
•
A mintavételi pontok GPS koordinátái alapján, koordináta-transzformáció után létrehoztuk a térinformatikai adatbázis alapját, a mintavételi pontok fedvényét mindhárom területre. Mivel Magyarországon az elérhetĘ térbeli adatbázisok többsége Egységes Országos Vetületi Rendszerben (EOV) elérhetĘ, az adatbázis is EOV koordinátarendszerben készült.
•
A folyamatosan érkezĘ mérési adatokat a térinformatikai adatbázisokba integráltuk. A konzorciumi megbeszélések alkalmával egyeztetett módon, kétféle tematikával végeztük el az adatintegrációt, így minden területre kétféle adatbázist hoztunk létre. A havi bontású adatbázis egy-egy terület összes mintavételi pontjára tartalmazza az adott hónapban mért összes jellemzĘt. Az idĘsoros adatbázis az adott terület összes mintavételi pontjára, az összes mintavételi idĘpontra tartalmazza egy-egy jellemzĘ mérési eredményeit.
•
Az ingyenesen hozzáférhetĘ SRTM domborzatmodell alapján, az Arc/Info szoftver GRID moduljának lefolyás-modellezĘ függvényeivel elvégeztük a vízgyĦjtĘk, illetve az egyes víztestekhez tartozó részvízgyĦjtĘk lehatárolását.
•
A részvízgyĦjtĘ-határok és a CORINE felszínborítási adatbázis alapján kiszámítottuk az egyes részvízgyĦjtĘk felszínborítási statisztikáit, ami a diffúz szennyezések számításához szolgált bemenĘ adatként.
•
Elkészítettük a jelentés illusztrálásához szükséges térképeket és a vízgyĦjtĘk morfológiáját bemutató háromdimenziós nézeti képeket.
2.2.6 •
Az elvégzett honlap-fejlesztési feladatok Elkészítettük a honlap vázlatát, és elérhetĘvé tettük a SZIE Informatikai Hivatala által biztosított www.ragacs.szie.hu címen.
39
•
Feltöltöttük és elérhetĘvé tettük az 1. részjelentés teljes szöveges részét PDF formátumban, a honlap Publikációk rovatában. A részjelentés tartalomjegyzéke alapján az egyes fejezetek külön-külön, illetve egy másik hivatkozással a teljes szöveg egyben letölthetĘ.
•
A kutatók közti adatcsere megkönnyítésére beindítottuk a Ragacs FTP szervert. A szerver közvetve a honlapon elhelyezett hivatkozással, közvetlenül az ftp://ragacs.szie.hu címen érhetĘ el. Az adatok bizalmas kezelése érdekében a szerverre való belépéshez tudni kell a felhasználónevet és a jelszót, amit csak a konzorciumi tagok ismernek.
2.2.7
VKI adaptációs módszerek
A VKI bevezetésére 2002. elején kilenc EU munkacsoport létesült. Ezeknek a munkacsoportoknak a jelentései 2002. végére, 2003. elejére elkészültek. Az útmutatók a VKI bevetésére és alkalmazására vonatkozóan számos ajánlást tartalmaznak (HGWB 2002, CIS WG 2.3. 2002, IMPRESS 2002, REFCOND 2002, ECOSTAT 2003, CIS WG 2.7, 2002, Monitoring Útmutató 2004). Kifejezetten a biológiai monitorozással az AQEM (makroszkópikus gerinctelen fauna) és a FAME (halfauna) Projektek foglalkoztak (AQEM 2002, FAME 2002). Ez utóbbiak részletes leírást tartalmaznak az alkalmazandó módszerekre vonatkozóan. A Duna-medencét kiemelten kívánják kezelni az EU-ban, mivel ennek a folyamnak van a legnagyobb vízgyĦjtĘje Európában, számos nem EU tagországot érint. Ezért az IPCDR és a MLIM is nagy figyelmet szentel a Dunának rá vonatkozóan külön útmutató készült (LAWA 2002). Ezeket a dokumentumokat felhasználtuk a projekt mĦvelése során. Tartalmukra, figyelembe veendĘ szempontjaikra az adott fejezetekben részletesebben kitérünk.
40
