View
92
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
YFO0010 Sissejuhatus okeanograafiasse ja limnoloogiasse 3. Merekeskkonna ja suurjärvede seire. Vaatluste organiseerimise üldpõhimõtted episoodilised vaatlused avastuslikud, otsingulised - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
YFO0010 Sissejuhatus okeanograafiasse ja limnoloogiasse
3. Merekeskkonna ja
suurjärvede seire
Vaatluste organiseerimise üldpõhimõtted
episoodilised vaatlused• avastuslikud, otsingulised
suunatud näiteks esmakordsele kaardistamisele, protsesside uurimisele• orienteeritud põhimõtteliselt uute teadmiste saamiseks• ajaliselt ja ruumiliselt kontsentreeritud protsessiuuringute nimetus: eksperiment• esmakordne “uute” parameetrite mõõdistus: pilootseire• kulude kokkuhoid pole primaarne
süstemaatilised vaatlused• rutiinsed ja korduvad, kindla programmi ja eeskirjade alusel
suunatud oleku fikseerimisele ja ajaliste muutuste määramisele• tuginevad olemasolevatele teadmistele• alates keskkonakaitse aktualiseerumisest on nimetus:
(keskkonna) monitooring = keskkonnaseire• kulud on optimeeritud
loodus-protsessideseire
inimmõjudeseire
tegevuste seire
ruumimastaap globaalne,regionaalne,lokaalne
globaalne,regionaalne,lokaalne
lokaalne
ajaline kestus pikaajaline pikaajaline lühiajaline
tellija maksumaksja maksumaksja arendaja
Veekogude seire üldine liigitus
Milleks, mida, kus ja kui tihti seirata?
Milleks keskkonnaseire?
Inimmõjudest tekkivad keskkonnaprobleemid:
• eutrofeerumine
• ohtlike ainete akumuleerumine elustikus
• võõrliikide invasioon
mis kajastuvad ökoloogilise tasakaalu häirimises ning bioloogilise mitmekesisuse degradeerumises
Kõik see toimub looduslike muutuste (kliima, veevahetus jne) foonil, mis võivad sõltuvalt faasist inimtekkelisi probleeme kas võimendada või leevendada
Euroopa Komisjoni eutrofeerumise definitsioon (C.E.C., 1991):
”veekogu rikastumine toitainetega, eriti lämmastiku- ja fosforiühenditega, mis kutsuvad esile vetikate ja kõrgemate veetaimede liikide kiirendatud kasvu, põhjustades organismide tasakaalu ja veekvaliteedi ebasoovitavat häirimist."
Eutrofeerumise faasid: toitainete üleküllus; suurenenud fütoplanktoni kasv, biomass ja primaarproduktsioon; ebasoovitavad häiritused veekvaliteedile ja organismide tasakaalule
Eutrofeerumise nähud
• vetikaliikide osatähtsuse ja arvukuse nihked;
• kahjulike vetikavohamiste intensiivistumine (HAB);
• vee läbipaistvuse vähenemine, mis eriti kahjustab merepõhja taimestikku;
• orgaanilise aine settimise kasv, mis suurendab hapniku tarbimist põhjalähedastes kihtides ning võib viia hapnikudefitsiidile (vees võib esineda väävelvesinik);
• planktoni, põhjaelustiku ja kalade hävingu intensiivistumine.
ROSCOP vormid(IOC)
Mida seirata?
metaandmete kogumiseks, info: kes on milliseid mõõtmisi kus ja millal teinud, ning kust on võimalik saada tulemusi
loodusseire inimmõjude seire tegevuste seire
G-geoloogia, F- füüsika,K- keemia, B-bioloogia,V-vesi, P-põhi, E-elustik,L- laev/andurid, S-proovid/laborianalüüsid,A-automaatjaam, R-kaugseire E
rial
a
Vaa
tluso
bjek
t
Vaa
tlusm
eeto
d
Oht
likud
lood
usnä
htus
ed
Loo
dusl
ik ta
ust
Eut
rofe
eru
min
e
Oht
likud
ain
ed
Bio
loog
ilin
em
itm
ekes
isus
Ran
niku
d
Kal
avar
ud
Vee
kogu
de p
õhja
maa
vara
d
Süv
enda
min
e ja
kaad
amin
e
Hei
tvet
e su
ubla
Sad
amad
,tö
östu
sob
jekt
id
Muu
d te
gevu
sed
setted, rannajoon G P S, R X X X X Xaluspõhi G P S X X Xseismoloogia G P A Xveetase F V A, R X X X Xlained F V A, R X X X X Xhoovused F V A X X X X Xtemperatuur, soolsus F V L, R X X X Xjää F V L, R X X X Xvalgus F V A, R X Xheljum, vee läbipaistvus F V L, A X X Xhapnik, pH K V S, A X X Xtoitained K V,P S Xõliproduktid K V,P,E S X Xraskmetallid K V,P,E S X Xorgaanilised toksikandid K V,P,E S X Xradioaktiivsed ained K V,P,E S X Xklorofüll B V S, R X Xprimaarproduktsioon B V S X Xfütoplankton, bakterid B V S, R X Xzooplankton B V S X Xpõhjataimed B V S, R X X X X X Xpõhjaloomad B V S X X X X Xkalad B V L, S X X X X Xlinnud, hülged jne B X X X
Läänemere seireprogrammi kujunemine
1900 - regulaarsed vaatlused kalanduse ja laevasõidu huvides ICES kureerimisel, katkestatud ainult maailmasõdade ajal
1966 - maailma merekalades leitakse esmakordselt PCB-d Läänemeres
1974 - Läänemere keskkonnakaitse konventsioon (Helsingi konventsioon), tööorgan HELCOM (Helsingi Komisjon)
1979 - käivitub HELCOM Läänemere seire programm
1998 - Cooperative Monitoring in the Baltic Marine Environment, COMBINE
Läänemere keskkonna seireprogrammi COMBINE eesmärgid:
identifitseerida ja kvantifitseerida inimtekkeliste ainete sissevoolu ja inmtegevuste mõjusid Läänemeres looduslike muutuste kontekstis, ja identifitseerida ja kvantifitseerida keskkonnaseisundi muutusi reguleerivate meetmete tagajärjel.
COMBINE seab erinevate seireliikide jaoks täpsemateks eesmärkideks:
Ava- ja rannikumere seire: Hüdrograafilised muutused: pidevalt jälgida hüdrograafilist rezhiimi iseloomustavaid parameetreid, et anda taustatingimused inimmõjude tagajärjel ilmnevatele nähtustele.
Eutrofeerumise probleemid: määrata inimtekkeliste toitainete sissevoolude mõjud mereelustikule:
a) toitainete kontsentratsioonid, b) elustiku reaktsioon, c) tulemuste “integratsioon” ja hindamine
Ohtlikud ained: võrrelda ohtlike ainete sisaldust erinevates elustiku liikides Läänemere erinevates osades, tegemaks kindlaks reostuse levikut, sh erilise tähelepanu piirkonnad (´hot spots´), mõõta ohtlike ainete sisaldust erinevates elustiku liikides üle pikema aja tegemaks kindlaks muutuste seost ohtlike ainete sissevooluga, mõõta ohtlike ainete sisaldust erinevates elustiku liikides hindamaks, kas need tasemed on nendele ja toiteahele kõrgematele liikidele (imetajad, merelinnud) reaalselt ohtlikud.
Ohtlike ainete mõjud: teostada bioloogiliste mõjude mõõtmisi Läänemere valitud kohtades, sh erilise tähelepanu piirkondades, hindamaks kas merevees ja settes olevad ohtlike ainete kontsentratsioonid võivad põhjustada elustiku ja koosluste degradeerumist
(kontsentratsioonid on merevees nii väikesed, et nende määramine on jõukohane vaid üksikutele laboritele)
Mereseire eesmärkide saavutamine nõuab erinevaid uuringuid
Eutrofeerumine ja tema mõjud:
pikaajalised trendid, peamiste toitainete bilansid, toitainete mõjud elustikule, operatiivne info episoodiliste “sündmuste” kohta, eriotstarbelised uuringud.
Ohtlikud ained ja nende mõjud:
pikaajalised trendid, ohtlike ainete ruumilised jaotused ja levikuteekonnad, episoodiliste “sündmuste” uuringud, mõjud elustikule, riskide hinnangud ohustatud liikidele, ohtlike ainete “saatus” keskkonnas
T/S ja toitainete sagedased ning sesoonsed seirejaamad
Eelkõige talviste toitainete hulkade määramiseks, selle arvelt toimub suvine vegetatsioon
Fütoplanktoni sagedased ning sesoonsed seirejaamad
Zooplanktoni sagedased ning sesoonsed seirejaamad
Zoobentose sagedased ning sesoonsed seirejaamad
HELCOM mereseire tulemused: hinnangud ja indikaatorite aruanded
www.helcom.fi
Eesti keskkonnaseire programm
4. Siseveekogude seire
Allprogrammid 4.1. Peipsi järve hüdrokeemiline seire 4.2. Peipsi järve elustiku seire 4.3. Võrtsjärve hüdrokeemiline seire 4.3. Võrtsjärve elustiku seire 4.4. Väikejärvede seire 4.5. Jõgede hüdrokeemiline seire 4.6. Jõgede hüdrobioloogiline seire 4.7. Narva veehoidla hüdrokeemiline seire 4.8. Narva veehoidla elustiku seire 4.9. Ohtlike ainete seire veekogudes 4.10. Peipsi ja Võrtsjärve rannavallid
Eesti keskkonnaseire programm
5. Rannikumere seire
Allprogrammid 5.1. Merevee eutrofeerumine 5.2. Põhjataimestiku seire rannikumeres 5.3. Ohtlike ainete seire rannikumeres 5.4. Mererannikute seire 5.5.1 Läänemere rahvusvaheliselt reguleeritavate kalaliikide uuringud 5.5.2 Peipsi-Pihkva-Lämmijärve kalastiku uuringud 5.5.3 Siirde- ja rannikukalaliikide uuringud 5.5.4 NAFO, NEAFC jt rahvusvaheliste kokkulepete raames tehtavad kalandusuuringud 5.5.5 Kalavarude kasutamise ja kaitse sotsiaalmajanduslike aspektide analüüs
Fucus
Eesti rannikumere seire programmMereseire üldeesmärgiks on inimtegevuse poolt Läänemere keskkonnale ja elustikule avaldatava mõju kindlakstegemine ja selle ulatuse määramine looduslike muutuste kontekstis, muuhulgas ka kasutusele võetud abinõude tulemuslikkusele kvalitatiivse ja kvantitatiivse hinnangu saamine. Rannikumere seire tagab järgmised väljundid.
Eutrofeerumise hindamisel: Määratakse talvised maksimaalsed biogeenide koguhulgad basseinides; koostatakse basseinide ainebilansid. Jälgitakse pika-ajalisi muutusi zoobentose ruumilises jaotuses ja põhjalähedase kihi hapnikurežiimis. Jälgitakse füto- ja zooplanktoni koosluste sesoonset tsüklit ning fikseeritakse erakordsed nähtused. Kogutud andmete põhjal antakse hinnanguid merekeskkonna seisundi, selle muutuste ja nende põhjuste kohta.
Ohtlike ainete poolt põhjustatud probleemide uuringutes: Jälgitakse ohtlike ainete sisalduse pika-ajalisi muutusi ning hinnatakse saasteseisundit. Lokaliseeritakse probleemsed piirkonnad Eesti rannikumeres
Mereelustiku uuringutes: Jälgitakse pika- ja lühiajalisi muutusi rannikumere põhjakoosluste liigilises koosseisus ja struktuuris. Seostatakse leitud muutused muude keskkonnaparameetrite loodusliku või inimtegevusest tingitud dünaamikaga.
Mererannikute seires: Jälgitakse mererannikute muutusi piirkondades, kus mere geoloogiline tegevus võib põhjustada märkimisväärset kahju (ehitiste, puhkepaikade hävimine jne.). Tugevate tormikahjustuste korral hinnatakse purustuste ulatust.
Eesti riikliku mereseire programmi jaamad
Näide 2003.a. tehtud eutrofeerumise seirest
Näide põhjataimestiku seirel tehtavatest töödest
Siseveekogude seire programmSiseveekogude seire tagab järgmised väljundid:
• Pinnavee kvaliteedi vastavuse jälgimine rahvusvahelistele ning Eesti seadlusandluse poolt kehtestatud nõuetele (Direktiiv Veekeskkonna kaitsmine ohtlike ainetega reostamise eest 76/464/EEC, Heitvee puhastamise nõuete direktiiv 91/271/EEC, Helcomi nõuded, kemikaaliseadus, jäätmeseadus, veeseadus).
• Pidev operatiivne ülevaade peamiste ja/või riikliku seireprogrammi raames jälgitavate siseveekogude hüdroloogilisest seisundist ja veetemperatuuridest.
• Iga-aastane operatiivne ülevaade jõgede hüdroloogilisest, hüdrokeemilisest ja hüdrobioloogilisest seisundist (jõgedel valgalade kaupa, kusjuures hüdrobioloogilisi uuringuid teostatakse eri valgaladel pikema
ajaperioodi järel).
• Iga-aastane operatiivne kompleksne ülevaade Peipsi järve ja Võrtsjärve hüdroloogilisest, hüdrokeemilisest ja hüdrobioloogilisest seisundist.
• Iga-aastane operatiivne kompleksne ülevaade väikejärvede hüdrokeemilisest ja hüdrobioloogilisest seisundist seireks valitud järvede baasil.
• Perioodiline ülevaade suurjärvede olulistest rannikukahjustustest.
Peipsi riikliku seireprogrammi jaamad
ühisprogramm Venemaaga
Analüüsitavad komponendidIga seirereis:
Proovivõtul: temperatuur, O2, pH;
Laboris: läbipaistvus, värvus, BHT7, elektrijuhtivus, pH, aluselisus, happesus, KHTCr, NH4
+, NO-2, NO-
3, ÜldN, PO43-, ÜldP, Cl-, SO4
2-, üldkaredus, Ca2+, Mg2+, ÜldFe, K+, Na+, Si, hõljuvaine.
Kord aastas: Hg, Cu, Pb, Cd, Mn, Zn ja naftaproduktid pinnakihi proovidest.
Põhjasetetest määratavad komponendid: Üld-N, Üld-P, Üld-S, mineraalne- ja orgaaniline aine.
Peipsi hüdrokeemiline seire
HCO3 – aluseslisus, mmol l-1
SO4 – sulfaatioon, mg l-1
Cl – kloriidioon, mg l-1
Ca – kaltsiumioon, mmol l-1
Mg – magneesiumioon, mmol l-1
Ptot – üldfosfor, mg P l-1
PO4P – fosfaatioonid, mg P l-1
Ntot – üldlämmastik, mg N l-1
NO3N – nitraatioon, mg N l-1
NO2N – nitritioon, mg N l-1
NH4N – ammooniumioon, mg N l-1
Si – lahustuv räni, mg l-1
Fe – üldraud, mg l-1
CODCR – dikromaatne oksüdeeritavus, mg O l-1
O2 - lahustuv hapnik, mg O l-1
O2pr – küllastuvus hapnikust, %PH – vee pH
Seirevarustus, kasutatav aparatuur
Välitöödel: pH-meeter, WTW/Saksamaa, 1998hapnikuanalüsaator, ELKE MS/Eesti, 1998
LaborivarustusElektrijuhtivuse mõõtja, Hüdromat/Saksamaa, 1989pH-meeter, Jenway/UK, 1997 (kasut. pH ja aluselisuse määramisel)Hapnikuanalüsaator, ELKE MS/Eesti, 1998 (kasut. BHT7 määramisel)Autoanalüsaator, Skalar/Holland, 1998, (kasut. NH4
+ määramiselAutoanalüsaator, Bran+Luebbe/Rootsi, 1997 (kasut. NO-
2 ja ÜldN määramisel)Ioonkromatograaf, Alltech/USA, 1998 (kasut. NO-
3, Cl-, SO42- määramisel)
Spektrofotomeeter, C.Zeiss/Saksamaa, 1987 (kasut. PO43- ja ÜldP määramisel)
Automaat-titraator, Metrohm, 1998 (kasut. üldkareduse, Ca2+ , Mg2+ määramisel)Kolorimeeter, SRÜ/1990 (kasut ÜldFe määramisel)Leekfotomeeter, C.Zeiss/Saksamaa, 1989 (kasut. K+, Na+ määramisel)Gaaskromatograaf, Chrompack/Holland, 1998 (kasut. naftaproduktide määramisel)Aatomabsorptsioonspektromeeter, Varian/USA, 1994 (kasut. Zn, Mn, Pb, Cd, Cu, Hgmääramisel)
Peipsi hüdrokeemilisel seirel kasutatav aparatuur(OÜ Tartu Keskkonnauuringud)
Peipsi elustiku seire
MetazooplanktonZA - metazooplanktoni arvukus, tuh. isendit m-3
ZB - metazooplanktoni biomass, g m-3
ZADOM - arvukuselt domineerivad liigidZBDOM - biomassilt domineerivad liigidCOP - kopepoodide % üldarvukusesROT - rotatooride % üldarvukusesCLAD - kladotseeride % üldarvukusesBCOP - kopepoodide % üldbiomassistBROT - rotatooride % üldbiomassistBCLAD - kladotseeride % üldbiomassistProtozooplanktonTA - tsiliaatide arvukus, isendit l-1 TB - tsiliaatide biomass, µg l-1
BakterplanktonBÜA - bakterite üldarv, miljonit rakku ml-1
SAPRO - saproobbakterite arvukus, rakku ml-1
MakrozoobentosBA - arvukus, is. m-2
BB - biomass, g m-2
ChA - hironomiidivastsete arvukus, is. m-2
OlA - väheharjasusside arvukus, is. m-2
MoA - väikeste limuste arvukus, is. m-2
VaA - muude väikeste põhjaloomade arvukus, is. m-2
SLA - suurte limuste arvukus, is. m-2
ChB - hironomiidivastsete biomass, g m-2
OlB - väheharjasusside biomass, g m-2
MoB - väikeste limuste biomass, g m-2
VaB - muude väikeste põhjaloomade biomass, g m-2
SLB - suurte limuste biomass, g m-2
BADOM - arvukuselt domineerivad liigidBBDOM - biomassilt domineerivad liigid
Temp - vee temperatuur, oC Secchi - vee läbipaistvus Secchi ketta järgi, mFütoplankton ja vetikapigmendidFBM - biomass, g m-3
FLA - liikide arv loendusproovisFDOM - domineerivad liigidCY - sinivetikate biomass, g m-3
BAC - ränivetikate biomass, g m-3
CHL - rohevetikate biomass, g m-3
CHR - koldvetikate biomass, g m-3
CRYP - krüptomonaadide biomass, g m-3
DINO - dinofüütide ehk vaguviburvetikate biomass, g m-3
ChlaJH- klorofüll a kontsentratsioon (arvutatud Jeffrey-Humphrey võrrandi järgi), mg m-3
Chl a L - klorofüll a kontsentratsioon (arvutatud Lorenzeni võrrandi järgi), mg m-3
Feop - feopigmentide kontsentratsioon, mg m-3
Car - karotinoidide kontsentratsioon, mg m-3
Eesti seireprogrammi tulemused: hinnangud ja seirearuanded
www.keskkonnainfo.ee
www.seiremonitor.ee
Merekeskkonna ja suurjärvede seire probleemid ja arengud
• Tohutu hulk andmeid (näiteks planktone liike eristatakse sadades), kus juhuslik varieeruvus on suur, mistõttu on keeruline eristada olulisi trende, ruumijaotusi ning mõju-effekt seoseid
• Milline on veekogu normaalne seisund, mille poole püüelda?
• EL Veepoliitika Raamdirektiiv seab eesmärgiks määratleda iga rannikuvee ja järvede piirkonna/tüübi jaoks
väga hea, hea ja keskmine ökoloogiline seisund,
tuginedes seireandmete põhjal kindlaks tehtavatele üldistatud näitajatele
• Avamere jaoks on veekvaliteedi eesmärkide määramine keerulisem. Veepoliitika Raamdirektiiv käsitleb ainult rannikuvett. Koostamisel on EL Merestrateegia
Väljavõte EL Veepoliitika Raamdirektiivist
OSPAR merekeskkonna kaitse piirkonnad
Näide eriotstarbelisest kohalikust mereseirest Inglismaal
Recommended