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