EUCON projektas

TURINYS
Įvadas
1. Tyrimo tikslas
2. Eutrofikacijos pasekmės
3. Teršalai eutrofikacinėse sistemose
4. Pelaginės ekosistemos
5. Bentosinės ekosistemos
6. Tyrimo rezultatų pritaikymas ir įgyvendinimas
Reziume
Literatūra

ĮVADAS

Eutrofikacija ir pastovus vandens teršimas yra dvi pagrindinės aplinkos problemos Europos jūrinėse ir gėlavandenėse ekosistemose. Kadangi šie procesai glaudžiai susiję tarpusavyje, jų negalima nagrinėti atskirai. Tam, kad būtų galima parengti teisingą strategiją, padedančią mažinti vandens eutrofikaciją ir taršą, būtina suvokti veiksnius, kurie keičia biologinę aplinką ir didina užterštumą. Tai ypač svarbu, kadangi ryškiausias teršalų biologinis kaupimasis pastebimas vandens ekosistemų mitybos grandinėse, nes čia mitybos grandžių yra daugiau, nei sausumos ekosistemose. Bee to, tiek sausumos, tiek vandens ekosistemos mitybos grandinių galutinė grandis dažniausiai būna žmogus.

Pastaraisiais metais netgi aukščiausiuose politiniuose sluoksniuose stengiamasi ieškoti būdų, kurie skatintų įrengti vandens valymo įrengimus, mažinančius organinių medžiagų kiekį tam, kad išvengti intensyvios fotosintezės, sąlygojančios eutrofikacijos atsiradimą.

1995 m. švedų aplinkos apsaugos agentūra (Swedish Environmental Protection Agency) pradėjo vykdyti penkių metų mokslo tiriamąją programą “Sąveika tarp eutrofikacijos ir teršalų” (EUCON). Šio projekto tyrimo objektas – Baltijos jūra ir ežerai.

Mano darbo tikslas – trumpai aptarti EUCON projekto metu atliktus šių dviejų procesų tyyrimus, gautus rezultatus ir padaryti išvadas.

Tyrimo tikslai

EUCON projekto pagrindinis tikslas buvo įvertinti ir prognozuoti sąveikos tarp eutrofikacijos ir pastovaus vandens teršimo pasekmes bei įtaką vandens ekosistemoms. Be to, buvo siekiama sukurti mokslinį pagrindą ilgalaikėms priemonėms, padedančioms mažinti vandens užterštumą ir

r su juo susijusią eutrofikaciją.

Šis darbas ypač svarbus dėl to, jog jo metu buvo nustatyti vandens ir nuosėdų kriterijai skirtingoms vandens ekosistemoms. Šie kriterijai buvo sukurti atsižvelgiant į sąveikos procesus.

EUCON programa pradinėje tyrimo fazėje taip pat iškėlė keletą klausimų:
1. Ar eutrofikacija sąlygoja teršalų koncentracijos mažėjimą Baltijos jūros vandens masėje bei jos floroje ir faunoje?
2. Ar eutrofikacija padidina teršalų nusėdimą?
3. Ar eutrofikacija įtakojo ilgesnį teršalų išsilaikymą ežerų ir Baltijos jūros dugno nuosėdose?
Ne į visus klausimus tyrimo metu buvo rasti atsakymai, taip pat ne visus tyrimų rezultatus buvo galima apibendrinti. Tačiau į keletą fundamentalių klausimų, susijusių su biomasės atskiedimu, nusėdimo ir atmosferos permainų bei mitybos grandinės struktūra buvo rasti atsakymai.

Eutrofikacijos pasekmės

Eutrofikacija, vykstanti gėluose vandenyse ir jūros pakrantės rajonuose, apima visą eilę procesų, labai pakeičiančių ekosistemą. Organinių attliekų padidėjimas vandenyje yra tiesiogiai susijęs su fitoplanktono biomasės didėjimu. Eutrofikacija taip pat skatina pasikeitimus fizinėje aplinkoje, pavyzdžiui šviesos sklidimas ir šilumos plitimas vandenyje.
Fitoplanktono žydėjimas gali padidinti organinių medžiagų sedimentaciją. To pasekoje vandens telkiniuose gali išsivystyti anoksija. ir taip pat gali pakisti fauna ir fitoplanktono bendrijos įvairumas.
Besikeičiančios ekologinės sąlygos ežeruose arba jūros pakrantės regionuose gali sąlygoti pirminių gamintojų perėjimą į kitus trofinius lygius.
Bendras eutrofikacijos poveikis vandens telkiniams gali būti apibūdinamas taip:
1. Mitybos grandinės struktūros supaprastėjimas.
2. Populiacijos struktūros pasikeitimas. Tokia struktūra pa

asižymi jaunų individų gausa, o tai nulemia rūšies gyvenimo trukmės sutrumpėjimą.
3. Rūšių įvairovės praradimas ir dėl to atsirandantis perteklius rūšių, kurios prisitaiko gyventi pakitusioje aplinkoje.
4. Eutrofikacija sukelia anoksiją, o tai gali sąlygoti dramatiškas permainas vandens ekosistemoje.

Teršalai eutrofikacinėse sistemose

Eutrofikacija turi didžiulę įtaką hidrofobiniams organiniams junginiams (HOC). Pirmasis tyrimas, susiejęs eutrofikaciją su HOCs buvo atliktas Stocholmo archipelage, Švedijoje. Atlikus šį tyrimą buvo padaryta išvada, kad biomasės didėjimas vandens telkiniuose tiesiogiai priklauso nuo maistingųjų medžiagų kiekio didėjimo. Tyrimo metu taip pat buvo nustatyta, jog auganti biomasė tirpdo HOCs ir tai sukelia teršalų koncentracijos mažėjimą atskiruose organizmuose. Ši hipotezė buvo paremta tam tikrais faktais, tačiau kaip ir visų hipotezių, išvada susilaukė kritikos ir buvo pateiktas dar keletas skirtingų paaiškinimų, kodėl HOCs koncentracija yra žemesnė zooplanktone ir žuvų organizmuose eutrofikacinėse sistemose nei vandens ekosistemose, nepaveiktose eutrofikacijos.
Sąveiką tarp HOCs ir eutrofikacijos galima paaiškinti remiantis pirminiais gamintojais, t.y., fitoplanktonu, kuris yra pagrindas daugelio mitybos grandinių vandens ekosistemose. Esant palankioms sąlygoms (plačiam maistingųjų medžiagų spektrui ir tinkamai vandens temperatūrai) aukčti fitoplanktono augimo rodikliai nulemia didelę biomasę. Spartūs ląstelės dalijimosi rodikliai gali viršyti hidrofobinių teršalų patekimo į fitoplanktoną greitį. HOCs judėjimą į fitoplanktoną galima suskirstyti į du etapus: greita adsorbcija iš vandens į ląstelės sieneles ir po to lėtesnis judėjimas į ląstelės vidų. Antrasis etapas žymiai padidina pl

lanktono ląstelės koncentraciją. Esant tokioms sąlygoms, HOCs koncentracija nepasiekia pusiausvyros fitoplanktone, jo lygis tampa žemesnis greitai augančioje eutrofikacinėje biomasėje lyginant su oligotrofinėmis sistemomis.
Ežerų trofiniame gradiente, kuris yra oligotrofinis arba saikingai eutrofikuotas, HOCs koncentracija zooplanktone ir plėšriųjų žuvų organizmuose mažėja. Tai nulemia fiziologinis arba biologinis kintamumas.

Pelaginės ekosistemos

Kai teršalai (pvz., HOCs) ir sunkieji metalai per upių intakus, atmosferos kritulius patenka į Baltijos jūrą, jos ekosistema yra pažeidžiama. Užterštumo lygis priklauso nuo daugelio faktorių, pvz, nuo lipofilinių junginių vandenyje, galinšių skaidytis, ištirpti organizmuose arba išsiskaidyti į organines ir neorganines daleles. Kitas svarbus faktorius yra laiko tarpas, kuris reikalingas visiems šiems veiksmams įvykti ir pusiausvyrai nusistovėti. Laiko periodas priklauso nuo biologinių ciklų (augimo, degradacijos) dalyvavymo dalijimosi procesuose (adsorbcijos, absorbcijos, desorbcijos) bei nusėdimo trukmės.
Tyrimais ir eksperimentais buvo nustatytas pelaginių organizmų, dalelių ir lipidų vaidmuo mitybos grandinėje vykstantiems procesams (biokoncentacijai, bioakumuliacijai ir biologiniam padidinimui) ir jų poveikis sunkiesiems metalams bei HOCs.
Tyrimai buvo atliekami Laberge ežere. Tyrimo objektas – vandens mitybos tinkles (planktonas – žuvų raumeninis audinys – plėšriųjų žuvų riebalinis audinys). Tyrimo metu buvo iškelta hipotezė, kad taksofeno kiekio koncentracija yra skirtinga priklausomai nuo rūšies vietos mitybos tinkle. Tačiau atlikus tyrimus buvo nustatyta, kad ši koncentracija visuose organizmuose vienoda.
Pelaginė Baltijos jūros dalis yra ypač svarbi tarptautinei žuvininkystei, ne

es menkės, lašišos ir silkės dažnai atplaukia į pakrantės zones. Maistingųjų medžiagų padidėjimas sukelia anoksiją pelaginėje zonoje ir menkių perteklių Baltijos jūroje. Tai sąlygoja menkių kainos sumažėjimą ir periodiškus draudimus šių žuvų žvejybai. Be to, menkių kepenys yra uždraustos pardavinėti Švedijoje, nes joje randama didelė lipofilinių teršalų (PCB ir dioksinų) koncentracija. Visoje Baltijos jūros pelaginėje mitybos grandinėje gausu lipidų, įskaitant ir zooplanktoną, kuriuo minta silkės ir lašišos. Dėl aukštos lipofilinių taršalų koncentracijos lašišos ir silkės priskiriamos žuvų, nerekomenduojamų vartoti nėščioms moterims, rūšiai.
Ilgalaikė griežta HOCs koncentracijos kontrolė Baltijos jūroje padėjo sumažinti šių medžiagų kiekį per paskutinius 30 metų.

Bentosinės ekosistemos

Nuo XX a. vidurio vyksta didžiulės permainos Baltijos jūros bentosinėje sistemoje. Šias permainas sąlygoja laipsniškas deguonies mažėjimas. Tiriant archipelagus buvo nustatyta, kad eutrofikacijos didėjimą Baltijos jūroje sąlygoja didėjantis organinių medžiagų nusėdimas. Viena iš tyrimo hipotezių buvo paremta teiginiu, jog anglies junginiai paviršiaus nuosėdose atspindi eutrofikacinę rajono situaciją. Tačiau, atlikus tyrimus, ši hipotezė nepasitvirtino.
Nepasiteisinus šiam metodui buvo pabandyta sukurti kitus eutrofikacijos testavimo būdus. Vienas iš jų buvo izotopinių junginių pritaikymas eutrofikaciniam gradientui nustatyti Stockholmo archipelage. Išaiškinus PCB lygius su izotopinių junginių pagalba buvo nustatyta, jog Stockholmo archipelagas vis dar tebėra pagrindinis PCB ir maistingųjų medžiagų šaltinis, iš kurio šios medžiagos patenka į Baltijos jūrą.
EUCON projekto metu taip pat buvo atliekami tyrimai, siekiant nustatyti veiksnius, skatinančius eroziją. Hipotezė, jog nuosėdų kaupimąsi didina teršalai, patenkantys į Baltijos jūrą per upes, nepasitvirtino. Tačiau atlikus tyrimus buvo atrastas tiesioginis ryšys tarp vėjo greičio ir nuosėdų kaupimosi. PCBs gali nusėsti net dešimtims metų, kai yra stiprios vandens ir povandeninės nuošliaužos, sulaikančios šias nuosėdas dugne. Šio sulaikymo mechanizmo išnagrinėjimas yra svarbus ne tik pačių nuosėdų tyrimui, bet ir prevencinių priemonių, siekiančių apsaugoti vandens ekosistemas nuo įvairių teršalų sukūrimui.
Palyginus gautus duomenis buvo padaryta išvada, jog PCBs koncentracija yra labai panaši tiek archipelaguose, tiek Baltijos jūroje. Manoma, kad taip yra dėl sparčios vandens cirkuliacijos skirtingose Baltijos jūros dalyse ir archipelagų rajonuose.
Kitas svarbus veiksnys, sukeliantis eutrofikaciją – hidrofobiniai teršalai, kurie taip pat didina ir eroziją. Jie transformuojasi į organines daleles ir yra tendencija, kad tokių dalelių kiekis eutrofikaciniuose rajonuose didės. Dėl šios priežasties organiniai teršalai nusės ir kaupsis dugne. Bentosinė fauna praryja šias daleles ir taip dalis teršalų susikaupia gyvuosiuose organizmuose.
Tyrimų metu buvo nustatyta, kad ne tik organinių medžiagų kiekybė, bet ir jų kokybė vaidina svarbų vaidmenį lipofilinių teršalų bioakumuliacijos procese. Dėl šios priežasties eutrofikaciniuose rajonuose, tokiuose kaip Baltijos jūra, kur fitoplanktono biomasė didėja nuolat ir gausu “šviežio maisto”, bentosiniuose organizmuose, pvz, Mėlynojo moliusko (Mytilus edulis), teršalų koncentracija žymiai didesnė nei oligotrofiniuose rajonuose.

Tyrimo rezultatų pritaikymas ir įgyvendinimas

Taikomųjų aplinkos mokslo tiriamųjų programų tikslas yra išnagrinėti specifines aplinkos problemas ir svarbiausiais klausimais gautą informaciją pateikti valstybinėms aplinkosaugos organizacijoms ir pramonės vadovams. Vandens ekosistemos yra labai sudėtingos todėl, norint pritaikyti naujas žinias praktikoje, būtina susisteminti tyrimų rezultatus ir supaprastinti gautus atsakymus. Toks duomenų apdorojimas gali būti susijęs su neteisingu informacijos interpretavimu arba neteisingos informacijos pateikimu. Todėl mokslininkai, atliekantys tyrimus , turi pateikti rezultatus tokia forma, kad juos būtų galima panaudoti, įgyvendinant prevencines aplinkos apsaugos priemones ir vykdant sprendimų kontrolę.
EUCON programa ypač kreipė dėmesį į teršalų ir eutrofikacijos tarpusavio ryšį. Peržvelgus tyrimų rezultatus tampa aišku, jog šis tarpusavio ryšys iš tiesų egzistuoja. Panašų ryšį galima įžvelgti ir tarp teršalų bei organinių medžiagų. Tuo remiantis galima teigti, jog būtina įvertinti, kaip keičiasi teršalų koncentracija kintant maistingųjų medžiagų kiekiui bei to pasekmėje kartu vykstančias permainas pirminėje gamyboje. Be to, būtina taikyti holistinį požiūrį ir nagrinėti dvi aplinkos problemas paraleliai – teršalus bei eutrofikaciją.
Daugelio biologinių procesų studijoms yra labai naudingos istorijos žinios. Be to, būtinos žinios apie aplinkos užterštumo pasekmes bei užterštumo suvokimas ne tik kaip nūdienos problemos bet ir retrospektyviniu požiūriu. Ilgalaikė teršalų koncentracija žuvų organizmuose yra tiesiogiai susijusi su teršalų, patenkančių į vandenį kiekiu. Maistingųjų medžiagų kiekio patekimas į vandenį taip pat gali būti vienas iš rodiklių, padedančių įžvelgti ryšį tarp teršalų kaupimosi žuvų organizmuose ir eutrofikacijos lygio. Remiantis šia informacija galima prognozuoti, kaip keisis teršalų koncentracija vandens biotoje, jei į vandenį pateks mažiau maistingųjų medžiagų.
Ilgalaikiai Baltijos jūros biotos tyrimai aiškiai rodo, kad HOCs koncentracija per paskutinius 30 metų didėja. Tai gali būti aiškinama padidėjusia biologine gamyba ir didesne biomase. Tačiau pastaruoju metu jau pastebimas HOCs mažėjimas, nes pradėti vykdyti įvairūs tarptautiniai projektai, kuriais siekiama apsaugoti aplinką.
Apžvelgus tyrimo rezultatus galima teigti, kad tik nustačius optimalų galimą maistingųjų ir organinių medžiagų kiekį vandens ekosistemose įmanoma sukurti idealią vandens biotą. Idealia yra laikoma vidutinė trofinė situacija, kai maistingųjų medžiagų pakanka išlaikyti sveikai planktono populiacijai ir biotos įvairovei pelaginėse ir bentosinėse ekosistemose. Tam tikras maistingųjų medžiagų gausumo laipsnis ir didelė biologinė gamyba perkelia teršalus iš vandens į nuosėdas. Tačiau tokią pusiausvyrą labai sunku pasiekti. Jei eutrofikacijos lygis arba maistingųjų medžiagų kiekis padidėja tam tikru momentu, tai iškart sukelia neigiamas pasekmes, tokias kaip nekontroliuojamas planktono žydėjimas ir deguonies sumažėjimas vandens gelmėse, o tai gali sukelti anoksiją. Idealiausias variantas būtų sumažinti bet kokių teršalų patekimą į vandenį iki nulio. Tačiau kol kas tai neįmanoma, nes visos prevencinės aplinkos apsaugos priemonės yra brangios, todėl dabar reikia stengtis palaipsniui mažinti teršalų patekimą į Baltijos jūrą, tuo pačiu mažinant taršos šaltinius sausumoje. Jei maistingųjų medžiagų kiekiui mažinti bus naudojamos netinkamos priemonės yra akivaizdi rizika, jog teršalų koncentracija Baltijos jūros biotoje didės, o tai gali būti pavojinga ne tik vandens telkiniams bet ir visai žmonijai bei laukinei gamtai.
Biotos ir nuosėdų pavyzdžių tyrimai buvo nutraukti, nes buvo nuspręsta, jog šiuo momentu tai nėra ypatingai svarbu. Dabar nuosėdos yra tarsi didelė teršalų saugykla. Netgi mažas tokių nuosėdų nutekėjimas gali daryti didžiulį poveikį ekosistemai. Didžiuliai Baltijos jūros dugno plotai yra padengti nuosėdomis, tačiau juose nėra gyvų organizmų nes čia trūksta deguonies. Jei ateityje deguonis patektų į šiuos nuosėdų sluoksnius, čia atsirastų įvairių bentosinių organizmų. Daugelis iš jų rausia nuosėdas, o tai sukeltų dugno ir paviršiaus nuosėdų maišymąsi ir padidintų teršalų koncentraciją apatiniuose nuosėdų sluoksniuose. Taip jos iš dugno taptų dar vienu teršalų šaltiniu. Tokios prognozės reikalauja detalesnių nuosėdų tyrimų ir prevencinių priemonių programos sukūrimo ateityje.

REZIUME

EUCON projekto pagrindinis tikslas buvo įvertinti bei prognozuoti sąveikos tarp eutrofikacijos ir pastovaus vandens teršimo pasekmes bei įtaką vandens ekosistemoms. Be to, buvo siekiama sukurti mokslinį pagrindą ilgalaikėms prevencinėms priemonėms, padedančioms mažinti vandens užterštumą ir su juo susijusią eutrofikaciją.
Tyrimo objektas buvo Baltijos jūra ir ežerai, t.y., jūrinės ir gėlavandenės ekosistemos.
Tyrimo metu buvo apibendrintos eutrofikacijos pasekmės: mitybos grandinės struktūros supaprastėjimas, populiacijos struktūros pasikeitimas, rūšių įvairovės praradimas.
Buvo nustatytas tiesioginis ryšys tarp vėjo greičio, nuosėdų kaupimosi ir erozijos atsiradimo.
Buvo ištirta HOCs koncentracija ir padaryta išvada, jog eutrofikacija ir teršalai daro didžiulę įtaką tarptautinei žuvininkystei.
Tyrimo rezultatai buvo susisteminti ir svarbiausia informacija pateikta valstybinėms aplinkosaugos organizacijoms bei pramonės vadovams tam, kad būtų galima sukurti kuo efektyvesnes aplinkos apsaugos priemones.

Leave a Comment