Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vliv lidské činnosti na vodní prostředí. Ekologická perturbace – narušení 2 složky: 1. Disturbance „ pulse“ „press“ – rychlý nástup „ramp“ – postupně.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vliv lidské činnosti na vodní prostředí. Ekologická perturbace – narušení 2 složky: 1. Disturbance „ pulse“ „press“ – rychlý nástup „ramp“ – postupně."— Transkript prezentace:

1 Vliv lidské činnosti na vodní prostředí

2 Ekologická perturbace – narušení 2 složky: 1. Disturbance „ pulse“ „press“ – rychlý nástup „ramp“ – postupně se zvyšující intenzita (a obvykle i šíření v prostoru 2. Odpověď bioty na disturbance resistence resilience

3 Typy vlivů Nadužívání vodních zdrojů Hydromorfologické ovlivňování Fragmentace habitatů Znečišťování vod

4 Stresory hydromorfologická degradace: hydrologické ovlivnění degradace morfologie koryta eutrofizace organické znečištění toxické znečištění acidifikace tepelné znečištění klimatické změny obecná degradace

5 Změny v krajině Změny povrchových odtokových poměrů v krajině od starověku: zemědělství, odlesňování, vysoušení mokřadů (meliorace) a výstavba rybníků, scelování pozemků: – změna vodní jímavosti půdy – změna objemu a distribuce průtoků – eroze (voda ovlivňuje krajinu, splachy ovlivňují vodní prostředí) Změny přirozených průtokových režimů, změna zásob vod v krajině – komplexní důsledky pro abiotické podmínky ve vodním prostředí (teplota, chemismus, proudění, hloubka, ztráta habitatů etc.), změny ve společenstvech

6 Nadužívání vodních zdrojů Odběry vody – obecně snížení průtoků nebo objemu nádrží potřeba: ze zdroje plus recyklovaná spotřeba: odpar, voda zabudovaná do výrobku, nebo vracená do vodního prostředí v jiném místě odpadní voda: vrací se v místě spotřeby nebo poblíž něho Vlivy odběrů –průmysl: znečišťování, havárie –závlahy: zasolování půd, zvyšování salinity v nádržích –odběry pitné vody z podzemí – pokles hladiny spodní vody Snížené průtoky či objemy zesilují negativní působení dalších vlivů

7 Nadužívání vodních zdrojů zadržování vody v nádržích typ a míra vlivu závisí na velikosti nádrže, manipulaci (odtok z epilimnia/hypolimnia), umístění na toku (ritrál/potamál) –změna přirozeného průtokového režimu pod nádržemi (sezónní, denní – energetické špičkování) –změny teploty, chemismu, proudění….změna habitatů, potravní nabídky…(např. montanizace dolních úseků toků) –změna režimu plavenin a splavenin plaveniny: částice unášené ve vodním sloupci splaveniny: částice posouvané či valené po dně ukládané na určitém místě koryta –migrační bariéra –zánik původních biotopů a biocenóz vyrovnávací nádrže určitá kompenzace vlivu výše položené nádrže

8 Morfologické ovlivňování toků Regulace toků: snížení diverzity habitatů, ztráta habitatů zejména pod rouškou protipovodňové ochrany – „zkapacitnění“ koryta, ochrana intravilánů, zamezení eroze, změny trasy toku kvůli různé výstavbě –napřímení – zrychlení odtoku –bagrování – splavnost, kapacita koryta - –zaklenutí (zatrubnění) –opevnění – nejhorší tvrdé opevnění dna - narušení komunikace s hyporeálem –příčné stavby na tocích narušení migračních koridorů – migrační bariéry (určité řešení: balvanité skluzy, rybí přechody) fragmentace biotopů, populací, ekosystémů –likvidace břehových porostů (stromy působí problémy při povodních a komplikují údržbu toků x význam dřevní hmoty ve vodě!

9 Vliv lidské činnosti na rybníky Vápnění – desinfekce, urychlení mineralizace Vysekávání porostů – zvětšení prostoru pro ryby, zbrždění zazemňování, úbytek habitatů… Vyhrnování dna - zvětšení prostoru, likvidace bentosu Hnojení a krmení – cílem je zvýšení produktivity Zimování a letnění rybníků – vypuštění rybníků s cílem zlepšení sktruktury substrátu dna, likvidace porostů mikro- i makrofyt, parazitů. Zimování může část hydrobiontů přežít. Letnění (výsev rostlin na zelené hnojení) – likvidace hydrobiontů. Organofosfáty: selektivně ovlivňují složení fauny, kumulace v biomase – nežádoucí! Lépe mechanické zásahy (vysekávání makrofyt, aerace, stínění…)

10 Znečišťování vod Samoznečištění Antropogenní znečištění Organické znečištění Trofizace Acidifikace Toxické vlivy Plošné Bodové

11 Organické znečištění míněno: lehce odbouratelnými organickými látkami (nikoliv perzistentní organické polutanty) Zdroje: komunální znečištění, zemědělství, potravinářský průmysl – cukrovary… Rozklad organických látek – spotřeba kyslíku, až anaerobní stavy – saprobní (hnilobné procesy) Saprobita –katarobita (podzemní vody, prameny) –limnosaprobita (v povrchových vodách) xenosaprobita - velmi čistá voda oligosaprobita betamezosaprobita alfamezosaprobita polysaprobita voda - velmi silně znečištěná –eusaprobita (odpadní vody) Indikace: BSK 5 – biologická spotřeba kyslíku Bioindikace – saprobiologické hodnocení, saprobní indexy Procesy samoznečištění a samočištění ve vodách

12 Trofie (úživnost) vody Procesy ve vodách související s biodostupností forem dusíku a fosforu – trofizace (eu-, hyper-) Projevy: Vegetační zákal – drobné planktonní řasy (zdroj potravy!) Vodní květ – větší koloniální nebo vláknité sinice (nebo i řasy), toxiny Bentické sinice a rozsivky – na povrchu sedimentů, posléze natantní (hladinové koberce – ovlivňují výměnu plynů) Zelené vláknité řasy (ne toxiny, ale alelopatické látky) Vyšší vodní vegetace Omezování: Zabránit přísunu živin Zpomalit koloběh živin Odstranění živin, odstranění biomasy Indikace Podle koncentrace N a P ve vodě Podle růstové odezvy in vitro Podle in situ realizované zvýšené koncentrace biomasy fototrofů Hodnocení podle změn v druhovém složení – fytoplankton, fytobentos, makrofyta

13 Acidifikace Okyselování vod Problém především 2. poloviny 20. století – přetrvává dodnes Příčina: kyselé deště (oxid siřčitý a NO x ze spalování fosilních paliv do ovzduší – dešťová voda má pH 4-4,5 namísto 5-6. Nejdříve úbytek hydrouhličitanů, ztráta pufrační kapacity vody, pak nárůst koncentrace hliníku – toxický vliv na hydrobionty. Dojem čisté vody, nízká druhová bohatost. Problém se zesiluje v oblastech s kyselým podložím (např. žula) Indikace pH Alkalinita Bioindikace (citlivé druhy mizí)

14 Znečištění toxickými látkami Těžké kovy cca 40 prvků, specifická hmotnost vyšší než 5 g/m 3 : Hg, Cr, Pb, Ni, Zn, Cu Stopové prvky – nezbytné pro organismy Součást přirozeného pozadí (liší podle místních podmínek). Vyšší koncentrace – toxické působení Zdroje: těžba a zpracování rud a uhlí, spalování fosilních paliv, průmysl, pesticidy Ropné látky a uhlovodíky, PTBs – perzistentní organické polutanty PAU (naftalen, antracen), PCB…tendence k akumulaci, odolnost k degradativním procesům

15 Hodnocení toxicity Testy akutní toxicity – hodiny až max. týden, vysoké dávky Testy subchronické toxicity – týdny, cca 10 % normální délky života testovaného organismu, střední dávky Testy chronické toxicity – měsíce až roky, nízké dávky LC 50 koncentrace, při níž v testu akutní tox. uhyne 50 % pokusných organismů Extrémně……málo jedovaté látky Pokusné organismy –Druh je v přírodě snadno dosažitelný –Dá se snadno chovat v laboratorních podmínkách –Zřetelně reaguje na toxickou látku –Scenedesmus quadricauda, Elodea canadensis, Daphnia magna, Asellus aquaticus, Cyprinus carpio……

16 ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD z bodových zdrojů Typy odpadních vod průmyslové – různé typy zemědělské – lehce odbouratelné organické látky, pesticidy… komunální - lehce odbouratelné organické látky, detergenty, ale např. i hormony, rtuť…patogeny (ze zdrav. zařízení) Jednotná x oddílná kanalizace (zvlášť tzv. dešťová k.) Biologické čištění odpadních vod (OV) -využití OV jako substrátu pro růst biomasy Přírodní x umělé způsoby čištění Přírodní: Akumulační – vyhnívací(anaerobní) laguny, jednorázově se napustí, vypouští se jako betamezosaprobní Asimilační – aerobní, trvalé zatěžování nanejvýš alfamezosaprobní vodou Stabilizační – série nádrží: anaerobní až aerobní fáze Vegetační čistírny – dočišťování, snížení trofie

17 ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD z bodových zdrojů Přírodní x umělé způsoby čištění Umělé: Městské čistírny OV (ČOV) 1.stupeň: mechanické předčištění (lapáky štěrku a písku, česle, lapáky tuků..) 2.Biologické čištění 1.Procesy založení na růstu a aktivitě organismů v přisedlé složce – biofilmu zkrápěné biologické kolony (biofiltry, rotační biodisky) 1.Procesy založení na růstu a aktivitě organismů v suspendované polykultuře - aktivovaný kal aktivační – aerační nádrže a separační – dosazovací jednotky Další způsoby čištění OV v průmyslu flotace, extrakce, sorbce, koagulace – čiření, filtrace… 3. stupeň čištění – odstraňování živin (fosfor!)

18 využívá znalostí o zákonitých vazbách mezi: kolísáním výskytu chováním tělesnou kondicí morfologickými znaky fyziologickými pochody populační dynamikou organismů (bioindikátorů) velikostí a strukturou jejich společenstev a mezi: podmínkami prostředí, zejména podmínkami výjimečnými a kvalitativně změněnými k: hodnocení odchylek od normálu jako nepřímých ukazatelů stavu a vývoje prostředí. (Nováková in Dykyjová, 1989). Biodiagnostika

19 Organismus nebo společenstvo, jehož životní funkce jsou korelovány s faktory prostředí tak těsně, že mohou sloužit jako jejich ukazatele se nazývá bioindikátor. Biologická indikace vychází z principu ekologické valence (Hess, 1924) Druhy stenovalentní jsou lepšími indikátory než euryvalentní - mají vyšší indikační váhu. Bioindikátor

20 organismus (popř. jeho část či společenstvo organismů), který obsahuje kvantitativní či kvalitativní informaci o stavu prostředí nebo jeho části. Biomonitor takový bioindikátor, který zahrnuje informaci o kvantitativních aspektech kvality prostředí. Sentinelový organismus - kumuluje ve svém těle polutanty z prostředí. Analýza tkání sentinelových organismů umožní odhad koncentrace polutantu v prostředí. Biomarker - xenobiotiky navozená změna v buněčných nebo biochemických složkách, procesech, strukturách nebo funkcích, která je měřitelná v biologickém systému či vzorku Bioindikátory - typy

21 Bioindikace a monitoring ekologického stavu povrchových vod: Principy Vlastnosti ideálního bioindikátoru: 1.Taxonomická spolehlivost a snadná determinace 2.Kosmopolitní rozšíření 3.Vysoká početnost 4.Nízká genetická a ekologická variabilita 5.Dostatečné velikost 6.Omezená pohyblivost, dlouhověkost 7.Dostatek autekologických informací 8.Vhodnost pro laboratorní studie Pro sentinelové organismy navíc 1.Musí existovat jednoduchá, vždy platná korelace mezi obsahem polutantu v těle organismu a prostředí 2.Organismy musí snášet i maximální koncentrace polutantu v prostředí a rozmnožovat se za těchto podmínek (Helawell, 1986)

22 Bioindikace a monitoring ekologického stavu povrchových vod: Principy Bioindikace může probíhat na úrovni: subbuněčné a buněčné např. tkáňové kultury, indikace toxikologického rizika působení xenobiotik. jedince a populace biochemické změny - např. aktivita cholinesterázy (Ephemerella nebo Hydropsyche při hodnocení vlivu organofosfát. insekticidů) fyziologické změny (např. spotřeba kyslíku u Chironomus) morfologické deformity (pakomáři) změny v chování (zvýšená pohybová nebo driftová aktivita) změny v životních cyklech (přežití, růst, mortalita, rozmnožování, vývoj a emergence) kumulace polutantů (viz sentinelové organismy)

23 Bioindikace a monitoring ekologického stavu povrchových vod: Principy Bioindikace může probíhat na úrovni: populace a společenstva druhů indexy diverzity indexy srovnávací biotické indexy a skore - založeny na konceptu indikátorových druhů, hodnoceny vzhledem k určitému polutantu podle míry tolerance či citlivosti jednotlivých taxonů vůči tomuto polutantu. multivariační metody

24 Bioindikace a monitoring ekologického stavu povrchových vod: Principy Bioindikační metody odraz dlouhodobějšího stavu prostředí na sledované lokalitě reálné působení více faktorů (i v jejich interakci) na biotu náklady bývají nižší zjistíme do jaké míry je společenstvo nebo organismus ovlivněn nemůžeme přesně stanovit příčinu a např. přímo kvantifikovat koncentraci polutantu. Optimální využití kombinovaného postupu. V biomonitorovacích programech: bioindikační metody k vyhledávání problematických lokalit, které jsou pak zkoumány i pomocí nákladných fyzikálně-chemických analýz.

25 Bioindikace a monitoring ekologického stavu povrchových vod: Principy Metody hodnocení ekologického stavu povrchových vod pro WFD využívají především: společenstva druhů – druhová shromáždění (assemblages) doplňkově: sentinelové organismy Používané postupy budou uvedeny u jednotlivých složek bioty.

26 Nepůvodní druh (alien, non-indigenous, non-native, exotic, foreing) Druh, poddruh nebo nižší taxon introdukovaný mimo svůj přirozený, dřívější nebo současný areál. Invazivní nepůvodní druh (invasive alien species) Nepůvodní druh, jehož introdukce anebo šíření ohrožuje biologickou diverzitu Mlýkovský J. a Stýblo P., eds., 2006: Nepůvodní druhy fauny a flóry České republiky. Praha. ČSOP.

27 Cesta šíření nepůvodních druhů Geografická cesta, po níž se druh přesunuje mimo svůj přirozený areál Asie - Evropa S. Amerika - Evropa Asie - Amerika - Evropa

28 severní koridor: Don, Volha, Lado žs ké jezero, Něvský záliv centrální koridor: Dněpr, Pripyat, Bug, Nemunas, Vistula, Odra jižní koridor: Dunaj, Tisa, Mohan, Rýn Cesty

29 Vektor Fyzický prostředek nebo zařízení v němž nebo na němž se druh přesouvá. lodní doprava (nárosty, balastní voda) akvarijní organismy, akvakultury kanály spojující řeky a povodí záměrná a náhodná introdukce rybí násada vodní ptáci samovolné šíření

30 Oteplování vodních ekosystémů Místní až globální vliv Místní vlivy většinou vypouštění oteplených vod z elektráren, ale i hlubinné důlní vody, výtoky z nádrží. Vazba na obsah kyslíku ve vodách a další fyz.-chem. ukazatele. Významná je distribuce vypouštění (nepřirozené vyrovnání nebo nepřirozené kolísání teplot). –Kvalitativní i kvantitativní změny společenstev, vliv na rychlost vývoje, reprodukci, vymizení citlivějších druhů. Globální vlivy – klimatické změny

31 Změny klimatu Předpokládané změny klimatu: –změny (nárůst?) teploty vzduchu –změny chodu teplot –změny srážkového režimu –různé scénáře vývoje klimatu podle různých modelů Důsledky pro akvatické ekosystémy: –změny teploty vody (korelováno s t vzduchu) –změny hydrologického režimu a morfologie toků –změny fyzikálně-chem. a chem. vlastností vody

32 Změny klimatu –změny teploty vody vazba na průtoky, na landuse v povodí vliv na intenzitu f.-chem., chem., biochemických a biol. procesů ve vodním prostředí –změny hydrologického režimu a morfologie toků rozkolísané průtoky – povodně, nízké průtoky, sucho korytotvorné průtoky, plaveniny, splaveniny vztah k jakosti vody: zhoršení/zlepšení vytváření a zanikání habitatů –změny fyzikálně-chem. a chem. vlastností vody ve vazbě na předchozí body – saprobita, trofie, toxicita, acidifikace

33 Změny klimatu Předpokládané odezvy (empiricky ověřeno) –změny v druhovém složení - vymizení druhů z určité oblasti – vyhynutí, změny areálů –změny ve funkčním složení – geologické a environmentální faktory včetně f. klimatických – působí hierarchicky na různých škálách – selekce druhů s vhodnými vlastnostmi –podél environmentálních gradientů existují rozdíly v morfologických, behaviorálních, fyziologických vlastnostech druhů –tedy: v regionech s různým klimatem je biota s různým taxonomickým i funkčním složením Změna klimatu – změna bioty též z hlediska funkční struktury. Předpoklad: funkční str. méně citlivá než druhové složení.

34 HODNOCENÍ EKOLOGICKÉHO STAVU VOD Součást Rámcové směrnice o vodách – tzv. WFD

35 WFD (WATER FRAMEWORK DIRECTIVE) APROXIMACE KOMUNITÁRNÍ LEGISLATIVY v oblasti VODA SMĚRNICE 2000/60/ES EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY z 23. října 2000 ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky

36 Přístupy k hodnocení ekologického stavu toků - obecně: typově specifický x lokálně specifický (type specific x site specific) specifický vůči stresoru x nespecifický vůči stresoru (obecně degradace) (stressor specific x general degradation)

37 Požadavky Rámcové směrnice EU o vodách na metody hodnocení stavu vodních toků Provádět typově specifické hodnocení toků. Navrženy jsou dva systémy typologie toků (systém A, B). Biologické prvky pro hodnocení ekologického stavu toků: fytoplankton, perifyton, makrofyta, makrozoobentos a ryby. Definici cílového ekologického stavu založit na přirozených - referenčních podmínkách (velmi dobrý ekologický stav). Definovat čtyři stupně ovlivnění. Přesně definovat, jak bude ekologický stav zjišťován.

38 KLASIFIKACE EKOLOGICKÉHO STAVU Normativní definice klasifikace ekologického stavu: 5 stupňů 5 velmi dobrý 4 dobrý 3 střední 2 poškozený 1 zničený

39 METODY HODNOCENÍ 3 přístupy: hodnocení prováděno pomocí: jednoduchých metrik* (single metric approach) multimetrik (multimetric approach) vícerozměrných analýz (multivariate approach ) *metrika - obecně ukazatel

40 Multimetriky Princip: kombinace několika jednoduchých metrik výběr metrik je dán jejich vypovídací schopností v daných podmínkách numerické škály jednotlivých metrik mají být převedeny do bezrozměrných hodnot v obvykle ordinální škále výsledné hodnocení je dáno jednou hodnotou ta je buď průměrem výsledků jednotlivých metrik nebo se rovná nejnepříznivějšímu hodnocení (the worst scenario) obvykle v ordinální škále Vyvinuto a preferováno v USA původně pro hodnocení rybích společenstev: Index of Biotic Integrity - IBI

41 Survey Surveillance Monitoring Survey časově limitovaný, intenzivní program měření a hodnocení kvality prostředí pro specifické účely (např. před stanovením designu monitoringu, účelové studie...) Surveillance opakovaná „survey“ průběžná, specifická měření, pozorování a hodnocení pro potřeby managementu životního prostředí a operativu (např. systémy rychlého varování - early warning systems) Typy sledování

42 Monitoring dlouhodobé standardizované měření, pozorování a hodnocení životního prostředí s cílem definovat současný stav a trendy organizován na rutinní bázi s dobře definovaným souborem sledovaných proměnných a standardizovanou metodikou kontrolní místa a frekvence odběrů je fixní hodnocení výsledků je standardizováno a jejich prezentace musí být ve schválené podobě Typy sledování

43 Monitorováním vod se rozumí zjištování a hodnocení stavu povrchových a podzemních vod, které zajištují správci povodí a další poverené odborné subjekty podle § 21 odst. 4 vodního zákona. Programy monitoringu slouží pro zjištování stavu povrchových a podzemních vod podle § 21 odst.2 písm. a) vodního zákona. Programy monitoringu podle požadavku Rámcové smernice 2000/60/ES se zpracovávají v souladu s Guidance dokumentem c. 7 „Monitoring under the Water Framework Directive“. -situační monitoring – dlouhodobé změny, plánování -provozní monitoring – aktuální stav, krátkodobé změny, management -průzkumný monitoring – mimořádné situace -monitoring kvantitativního stavu povrchových a podzemních vod Monitoring vod

44 Výchozí předpoklady metoda je: založena na ověřeném ekologickém konceptu a priori prediktivní schopna vyhodnotit ekologické funkce schopna vyhodnotit obecnou degradaci i odlišit specifické typy Implementační předpoklady nízké náklady na terénní anebo laboratorní práce jednoduchý odběrový protokol nízké náklady na taxonomickou determinaci Požadavky na výstupy aplikovatelné napříč ecoregiony jasná indikace obecné degradace i vlivu jednotlivých stresorů indikace v lineárním měřítku Ideální metoda pro biomonitoring

45 The ideal biomonitoring tool would be “a freeze dried, talking fish on a stick” Cairns J. Jr Politics, economics, science/going bezond disciplinary boundaries to protect aquatic ecosystems. A Great Lakes Focus, pp New York: Wiley. Very bad Ideální nástroj pro biomonitoring


Stáhnout ppt "Vliv lidské činnosti na vodní prostředí. Ekologická perturbace – narušení 2 složky: 1. Disturbance „ pulse“ „press“ – rychlý nástup „ramp“ – postupně."

Podobné prezentace


Reklamy Google