Skyrius 4. Ekotoksikologija: bioindikacijos ir ekotoksinių efektų ...

8Bentoso Biologinio Integralumo Indeksas (Benthic Index of Biological Integrity, B-IBI, - angliškai) yra vienas išsedimentų makro-bestuburių daugiamačių indeksų, sukurtų ir kalibruotų apibūdinti pagal specialius protokolus tamtikrom pažeistom ekosistemom (Puget Sound, JAV žemapelkėm panaudota pirmą kartą). Parametrai protokolamsišvardinti žemiau lentelėje, pateikiant prognozuojamą paviršinio gėlo vandens ekosistemos biotos atsaką žmogausdaromai žalai.Lentelė 4.6 . Pagrindiniai matuojami dydžiai antropogeninei žalai vertinti pagal upių sedimentų biotos taksonų efektus.Matas (parametras)Prognozuojamas atsakas į žmogaus žalojančią veiklą· Bendras taksonų skaičius; Sumažėjimas· Skaičius Ephemeroptera (Mayfly) taksonų; Sumažėjimas· Skaičius Plecoptera (Stonefly) taksonų; Sumažėjimas· Skaičius Trichoptera (Caddisfly) taksonų; Sumažėjimas· Skaičius ilgai gyvenančių taksonų; Sumažėjimas· Skaičius netoleruojančių taršos taksonų Sumažėjimas· % toleruojančių taršą individų Padidėjimas· % grobuoniškų individų Sumažėjimas· Skaičius išliekančių (clinger) taksonų Sumažėjimas· % dominuojančių (3 taksonai) PadidėjimasŠis poveikis sukuria pastebimus ir išmatuojamus biotinės bendruomenės pokyčius. IBI monitoringo metodologijaužtikrina sekančius keturis tipus upelių deskriptorių (charakteristikų) aprašančių upelių būklę, atspindimą biotos1) kiekybinės charakteristikos (deskriptoriai) – monitoringo duomenų seka,2) žodinės charakteristikos (deskriptoriai), (esamų ar nesamų rūšių skaičius ir tipai),3) grafinės ar geografinės (GIS) charakteristikos (deskriptoriai), (atidėjimas IBI monitoringo rezultatų grafike ar antžemėlapių),4) kokybinės charakteristikos (deskriptoriai), aprašantys santykinį integralumą.Payzdžiui, pelkių biotos taksonų identifikavimePelkių taksonų identifikacija: daugelyje valstybių pelkių ekosistemų BII yra vertinamas, remiantis upėms paruoštu BII.Čia pateikiame pagal Huges ir Oberdorff (1999) numatomus aplinkos degradacijos (irimo) efektus, įvertintus pagal upiųbiologines grupes:Gamtinių rūšių ar specializuotų taksonų skaičius mažėjaSkaičius jautrių rūšių mažėjaProcentas mitybinei grandinei ir gyvenamąjai buveinei specializuotų rūšių mažėjaBendras individų skaičius mažėjaProcentas didelių individų skaičius jų dydžio klasių sumažėjaProcentas svetimšalių ar nenatūralių rūšių ar individų išaugaProcentas tolerantiškų individų išaugaProcentas mitybinei grandinei ir gyvenamąjai buveinei bendrų (nespecializuotų) rūšių išaugaProcentas individų su anomalijomis išauga.Specifiškesnis genties ar rūšies identifikavimas užbaigiamas profesionalių biologų, naudojant dichotominį apibūdinimą.Dichotominis apibūdinimas iki rūšies lygmens nebuvo sukurtas visiems vandens ekosistemų organizmams, nes dar vismokomasi, kaip atskirti tuos, kurie yra labai panašūs. Frazė "žemiausias praktiškas taksonominis lygmuo" yra tipiškaivartojamas pažymėti, kad organizmai buvo apibūdinti taip specifiškai, kaip tik galima pagal dabartines žinias. Beveikvisi vabzdžiai gali būti apibūdinami iki mažiausiai giminės lygmens, dauguma iki rūšies. Tačiau, kai kurie ne vabzdžiųmakrobestuburiai, tokie, kaip apvaliosios kirmėlės, dėlės ir gėlavandenės pintys yra tipiškai apibūdinami tik iki tipo(phylum), eilės, klasės, ar poklasio lygmens.1) Kada pavyzdžiai yra identifikuojami iki genties ar žemiausio taksonominio lygmens, naudojama dešimties balųvertinimo sistema.2) Kada pavyzdžiai yra identifikuojami iki šeimos lygmens, naudojama penkių balų vertinimo sistema.Bentoso Biotinio integriškumo indekso, B-BII. vertinimas, apskaičiuotas iš žemiausio taksonominio lygmens duomenųyra labiau statistiškai tikslus, negu than B-BII vertinimai, paslaičiuoti iš genties lygmens informacijos. Chironomidės yraviena iš vandens vabzdžių grupių, kurias yra ypač sunku identifikuoti, kai jų (šeimų) daug. Norint apskaičiuotiupių B-BII vertes, trijų taksonominių lygmenų (rūšies, rūšies/šeimos, genties) metodai visi naudoja tuos pačius dešimtparametrų. Galima naudoti pažymėtų rūšių sąrašą (žiūrėti Northwest Taxa Database), skirtą nustatyti matavimų(parametrų) vertinimui (t.y., kuris taksonas yra ilgai gyvenantis, kuris tvirtai laikosi, kuris taršai tolerantiškas ir t.t.).

9Sekantys biologinių (rūšių lygmens) matavimų deskriptoriai, naudojami kaip rūšių, rūšių/šeimų, genčių ir šeimųtaksonominės identifikacijos metodai, vertinant bentoso BII.Rūšių/šeimų lygmenyje pagal 10-balų bentoso BII vertinimą apibūdinama: bendras taksonų turtingumas (1),Ephemeroptera turtingumas taksono lygmenyje (2), Plecoptera turtingumas taksono lygmenyje (3), Trichopteraturtingumas taksono lygmenyje (4), ilgai gyvenančių taksonų skaičius (5), netoleruojančių (taršos) taksonų skaičius (6),tvirtų (stabilių) taksonų skaičius (7), procentas tolerantinių individų (8), procentas grobuoniškų individų (9), ir procentasdominuojančių taksonų (10) (šiame skaičiavime naudojamas bendras skaičius kiekvieno iš trijų tolerantiškų, grobuoniškųir dominuojančių indivdų, atitinkamai) viename labiausiai paplitusiame taksone, randamame kiekviename kartotiniamemėginyje, yra dalijamas iš bendro individų skaičiaus šiame pavyzdyje, ir dauginamas iš 100). Trys reikšmės iš trijųpakartojimų yra imamos vidurkiu šiai metrikai (įvertinimui). Taikomi rūšių lygmens vertinimo kriterijai, tuo tarpuchironomidai yra identifiuojami labiu šeimų, nei genčių lygmenyje. Kriterijai reikalauja daugumos vabzdžiųidentifikaciją atlikti rūšių lygmenyje.Tie patys 10 parametrų yra įvertinami pagal 10-balų bentoso BII vertinimą genties lygmenyje. Pagal dabartiniusGenties ir Genties (iki 1999) taksonominio identifikavimo metodus, vandenyje gyvenančios rūšys yra identifikuojamosgenties lygmenyje, išskyrus chironomidus, kurie identifikuojami šeimos lygmenyje. Kitos ne vabzdžių rūšysidentifikuojami eilės ar šeimos lygmenyje. Bendras taksonų turtingumas (1), Ephemeroptera turtingumą taksonolygmenyje (2), Plecoptera turtingumą taksono lygmenyje (3), Trichoptera turtingumą taksono lygmenyje (4), ilgaigyvenančių taksonų skaičius (5), netoleruojančių (taršos) taksonų skaičius (6), tvirtų (stabilių) taksonų skaičius (7),procentą tolerantinių individų (8), procentą grobuoniškų individų (9), ir procentas dominuojančių taksonų (10) yraįvertinami B-BII analizėje genties lygmenyje.Šeimos-lygmens identifikacijai, kuri naudoja 5 parametrų metodą, vertinimo kriterijai būtų sekantys. Bentoso-BIIvertinimai, paskaičiuoti iš pavyzdžių, identifikuotų iki genties ar žemiausio praktinio taksonominio lygmens, atspindėsekologines vietovės sąlygas su didesniu statistiniu tikslumu, nei pavyzdžiai, identifikuoti tik iki šeimos lygmens. Kitaisžodžiais tariant, mažesni skirtumai vietovės sąlygose bus susekti su genties ar rūšies lygmens vertinimu, negus su šeimoslygmens vertinimu. Šeimų (5-parametrų) lygmenyje Bentoso BII (B-BII) neduoda tiek kokybinės informacijos, kaip 10parametrų B-BII, tačiau suteikia santykinį integriškumo vertinimą. B-BII (5 parametrų) efektyvumo vertinimas dartęsiamas. Šeimų (5-parametrų) lygmenyje B-BII yra identifikuojami kiekviename pakartojime: 1) bendras taksonųturtingumas, 2) Ephemeroptera taksono turtingumas, 3), Plecoptera taksono turtingumas, 4), Trichoptera taksonoturtingumas 5), ir procentinis dominaavimas (kaip individų viename, labiausiai paplitusiame taksone, gauta kiekvienamepakartojme suma, padalinta iš bendro individų skaičiaus tame kartojamame pavyzdyje ir padauginta iš 100). Šioparametro vidurkio gavimui pateikiamas 3 pakartojimų skaičius. Detalius kriterijus ir šio taksonominio lygmensidentifikavimo ir vertinimo B-BII šeimų (5-parametrų) lygmenyje kriterijus žiūrėti: http://www.salmonweb.org.4.1.3.3. Žuvų BII (pagal Mabene et al., 2003)Žuvų BII principai buvo sukurti Karr’o (1981). Šis indeksas rėmėsi faktu, kad žuvų bendrijos atsakas į žmogausvykdomus vandens ekosistemos pokyčius yra prognozuojamas ir kiekybiškai įvertinamas. Originalus IBI (Karr, 1981)naudojo kai kurias žuvų bendrijų komponentes: taksonominę sudėtį, trofinį lygmenį, gausumą ir žuvų gerbūvį (sveikatą).Žuvų patobulintas BII (pagal Mabene et al., 2003) remiasi gausa ir geba (tinkamumu) galimų biologinio integralumoindekso (BII) parametrų (parametrų kandidatų), padedančių atskirti minimaliai pažeistas kontrolines palyginamąsiasvietas (n 5 29) ir antropogeniškai pažeistas vietas (n 5 40). * Žuvų parametrai, įtraukti į BII:1. Gamtines šaltavandenės rūšys (0.01* Taip),2. Gamtiniai šaltavandeniai individai, procentas (0.01* Ne (perteklius su 1 ir 3 parametrais)),.3. Šaltavandeniai individai, procentas (0.01* Taip),4. Svetimšalių (invazinių) rūšių skaičius (0.01* Taip),5. Svetimšalių (invazinių) rūšių procentas (0.30* Ne (nepatikima, neišskiriama)),6. Jautrių gamtinių individų procentas, (0.01* Taip),7. Tolerantinių individų procentas, (0.01* Taip),8. Paprasto karpio Cyprinus carpio individų procentas, (0.01* Taip),9. Kujagalvių amžiaus klasių (grupių) skaičius (0.01* Taip)10. Kujagalvių individų procentas (0.01* Taip (jei įvertinisime, kad 9 atvejams trūksta duomenų))11. Lašišinių amžiaus klasių (grupių) skaičius (0.02* Ne (perteklius su 12 parametrų ir mažiau jautru),12. Lašišinių amžiaus klasių skaičius minus kalnų baltos žuvies, Prosopium williamsoni, skaičių (0.01* Taip)13. Pagaunamų lašišinių žuvų (upėtakių) procentas (0.31* Ne (nepatikima, neišskiriama))14. Individų su anomalijomis procentas (0.21* Ne (nepatikima, neišskiriama))15. Individų su DELT a anomalijomis, procentas (0.01* Taip)16. Sugavimų per vieną žūklės atvejį b (0.01* Taip)a - Deformacijos, pažeistos galūnės ir dalys, augliai.

10b - Skaičius šaltų vandenų individų, sugautų per minutę elektrožūklės.* - Tikimybių dydžiai iš Mann–Whitney testo.Rezultatų pristatymas ir interpretacija. Vienas iš rezultatų pristatymo būdų yra individualių BII parametrų pokyčiųpateikimas antropogeninių pažeidimų indekso reikšmių gradiente (balai iki 50). Jis gali būti pristatytas paprastu Excelgrafiku, kur x ašyje atidėtas HDI (Antropogeninių pažeidimų indeksas,o y ašyje – individualių Biologinio integralumoparametrų reikšmės (IBI component).BII interpretacija. Duomenys gali būti pristatyti lentelės pavidalu ar grafiku, kuriuose pagal galutinį parametrą – IBI (joskaitines reikšmes) ar pagal visus parametrus būtų pateikiamas tirtų vietų gamtinės kokybės vertinimas balais.Bendras BII vertinimas balais (gautais, sumavus 12 integralumo parametrų vertinimų): klasių (kategorijų) interpretacija(pagal Karr et al., 1981, 1986).1) 50-60 balų - puiki kokybė. Palyginama su geriausiomis situacijomis regioniniuose poklasiuose, kuriuose nebuvoantropogeninės žalos; turi visas rūšis numatomas regione, taip pat ir labiausiai tolerantines formas; rodo subalansuotątrofinę struktūrą ir sėkmingą reprodukciją.2) 40-49 balų - geras rūšių turtingumas, kiek mažesnis už laukiamą, ypač dėl labiausiai netoleruojančių rūšių netekties;kai kurios rūšys yra randamos mažesniu, nei optimaliu paplitimu; trofinė struktūra ir reprodukcija rodo kai kurios stresoženklus. Pastebimos kai kurios invazinės ar ne-gamtinės rūšys.3) 30-39 balų - vidutiniška kokybė; papildomo blogėjimo ženklai apima: netekimą netolerantiškų formų, negausias(kelias) rūšis, labai iškreiptą trofinę struktūrą (pvz., padidėjusį tolerantiškų, visaėdančių rūšių dažnį); senesnio amžiausaukštesnio lygio grobuonys gali būti reti.4) 20-29 balų - bloga kokybė. Dominuojantys visaėdžiai, tolerantinės formos, ir gyvenamųjų buveinių subendrėjimas; tikkeletas aukščiausios grandies mėsėdžius; reprodukciniai ir gyvenimo sąlygų faktoriai bendrai supresuoti; hibridiniai arsergantys individai dažnai pasitaiko. Paplitę invazinės ir ne-gamtinės rūšys.5) 10-20 balų - labai prasta kokybė. Dominuoja stipriai tolerantinės formos ar invazinės rūšys hibridai bendrai pasitaiko,ligos, pažeistos kūno dalys, parazitai ir kiti nenormalumai gali būti pastovūs. Pilnas nebuvimas mažiau tolerantiškųformų.Kiekvienas komponentas yra kiekybiškai vertinamas metrikomis (t.y. netoleruojančių rūšių procentu).4.1.3.4. Lietuvos upių klasifikacija pagal ichtiofaunos kompleksiškumą. Remiantis EB Vandenų valdymodirektyva (2000), kurią priėmė 25 EB valstybės, visuose paviršiaus vandenyse turi būti geros ekologinės sąlygos, tačiaujų įvertinimui nebuvo standartizuoto žuvimis paremto įvertinimo metodo. Šis metodas buvo rengiamas EB projekteFAME (2001-2004) (5-ta Programa), kuriame dalyvavo 12 Europos šalių. Projekto tikslas buvo sukurti, išanalizuoti irįdiegti žuvų duomenų bazėmis pagrįsto upių ekologinio statuso vertinimo metodą, kuris užtikrintų nuoseklų irstandartizuotą monitoringą visose Europos šalyse. Buvo sukurta galinga centrinė duomenų bazė, apimanti 16 Europosekoregionų (12 šalių), 2700 upių, 8000 ištyrinėtų upių atkarpų, 15000 žvejybų duomenis. Kiekvienai vietai buvo surinktainformacija apie žuvų populiacijų ir bendrijų rodiklius, abiotines kintamąsias ir žmonių veiklos įtaką. Duomenų bazėjeyra sąrašas Europos gėlavandenių žuvų rūšių, suklasifikuotų į grupes pagal ekologines charakteristikas. Buvo parengtakompiuterinė programa bei metodinis vadovas, apimantis standartizuotą mėginių rinkimo procedūrą, upių priskyrimoskirtingiems tipams principus, upių būklės vertinimo rodiklių apskaičiavimą ir galutinį upių būklės įvertinimą(multimetrinį indeksą) - EŽI (Europos žuvų indeksas) (EFI, European Fish Index), nusakantį bendrą ekosistemos būklę.Lietuvos mokslininkai taip pat dalyvavo šiame projekte (dr. V. Kesminas ir dr. T. Virbickas VU Ekologijos institutas),jų darbais Lietuvoje buvo ištirta 100 upių, 253 stotys, atliktos 355 žvejybos.Pagrindinės priemonės ir principai.Upių tipologija.Upės buvo suskirstytos į tipus, remiantis žuvų bendrijų struktūros skirtumais. Tuomet buvo nustatytipagrindiniai aplinkos veiksniai, sąlygojantys žuvų bendrijų struktūros skirtumus (ekoregiono ir baseino mastu).Etaloninių sąlygų ir pažeistos būklės nustatymas. Etaloninių sąlygų nustatymui buvo apibrėžti svarbiausihidromorfologiniai ir fiziniai cheminiai kriterijai. Įvairaus pobūdžio žmogaus veiklos sukeltų pokyčių įvertinimui buvosurinkta informacija apie 23 skirtingo pobūdžio bei masto žmogaus veiklos rodiklius upės baseino, atkarpos ir tyrimovietos erdviniuose lygiuose (5 poveikio klasės: nuo 1 – “nėra poveikio”, iki 5 – “labai stiprus poveikis”).Rūšių klasifikacija. FAME projekte dalyvavusiose šalyse iš viso užregistruota 330 žuvų ir negių rūšių. 178–ioms rūšimsnustatytas zoogeografinis statusas (vietinė/invazinė) 41-ame didžiųjų upių baseine (Dunojus, Reinas, Nemunas). 49-iosaplinkos pokyčiams jautrios rūšys buvo pasirinktos specialiai gausumo, biomasės ir amžinės-matmeninės struktūrosanalizei. 199-os rūšys buvo suskirstytos į 13-os ekologinių grupių 42 kategorijas (pvz., pagal buveinės preferendumą,neršto substrato specifiką, mitybos pobūdį, migracijas).Potencialūs rodikliai. Buvo išanalizuoti visi potencialūs rodikliai, nusakantys žuvų rūšinę sudėtį, populiacijų struktūrą,gausumą ir jautrumą ekologinės būklės pokyčiams. Iš viso analizuoti 12 žuvų bendrijų struktūros ir gausumo rodikliai,

1198 ekologinių grupių sudėties rodikliai, 18 rodiklių nusakančių istorinį žuvų paplitimą ir gausumą, ir 10 rodiklių,apibūdinančių itin jautrių aplinkos pokyčiams žuvų rūšių populiacijų būklę.Projekto eigoje Lietuvoje identifikuoti 8 upių tipai, besiskiriantys žuvų rūšių skaičiumi, vyraujančiomis rūšimis, baseinoplotu ir upės nuolydžiu.Lentelė 4.7. Pagrindiniai Lietuvos upių ekologiniai tipai, skirstomi pagal ichtiofaunos komplekso savybes.Vidutinis irTipas didžiausias Vyraujantis ichtiofaunoskompleksasrūšių skaičiusL1 3/6 Lašišinės žuvys irpalydovinės rūšysL2 6/14 Lašišinės žuvys irpalydovinės rūšysL3 11/25 Lašišinės žuvys irpalydovinės rūšysLC1 14/28 Lašišinės-karpinės irpalydovinės rūšysLC2 17/34 Lašišinės-karpinės irpalydovinės rūšysLC3 20/36 Lašišinės karpinės irpalydovinės rūšysC1 11/22 Karpinės žuvys irpalydovinės rūšysC2 23/40 Karpinės žuvys irpalydovinės rūšysVyraujančios ir Baseino plotas, Upės nuolydisindikatorinės rūšyskm 2 Vidurkis KaitaUpėtakis ir kūjagalvis < 50 3,93 1,30-5,44Upėtakis, kūjagalvis, rainė,šlyžysUpėtakis, kūjagalvis, šlakys,rainė, šlyžys, strepetysUpėtakis, kūjagalvis, kiršlys,šlakys, rainė, strepetys, kuojaSrovinė aukšlė, kiršlys, šlakys,lašiša, kuoja, šapalas, gružlys,lydekaSrovinė aukšlė, ūsorius, salatis,lašiša, šlakys, kuoja, šapalas,gružlys, lydeka, karšisSrovinė aukšlė, kuoja, lydeka,ešerysStinta, salatis, žiobrys, srovinėaukšlė, perpelė, kuoja, šapalas,lydeka, karšis, ešerys, starkis,šamas50-100 2,34 1,15-4,85100-500 2,59 1,1-5,09100-500 0,84 0,05-1,1500-5000 0,76 0,36-1,535000-50 000 0,41 0,28-0,76100-500 0,37 0,13-0,65>50 000 0,12 0,10-0,15Šių rodiklių pagrindu sukurtas upių ekologinės būklės vertinimo metodas - multimetrinis indeksas, tiksliai įvertinantisupės ekologinę būklę ir priskiriantis ją vienai iš 5 ekologinės būklės klasių, nurodytų Vandens valdymo direktyvoje(labai gera, gera, vidutinė, bloga, labai bloga).Septyniems upių tipams buvo nustatyti pagrindiniai žuvų bendrijų ir populiacijų rodikliai, kurie jautriai reaguoja įstiprėjantį antropogeninį poveikį.Lentelė 4.8. Pagrindiniai žuvų bendrijų ir populiacijų rodikliai, jautriai reaguojantys į stiprėjantį antropogeninį poveikįMatovienetasRODIKLISTeigiama reakcija į ekologinėsbūklės blogėjimą(rodiklis didėja)Neigiama reakcija įekologinės būklės blogėjimą(rodiklis mažėja)Ekologinės grupės Ekologinės grupės Jautrios rūšysAtspariosrūšys(Tolerant)Nespecializuotosbuveineirūšys(Eurytopic)VisaėdėsRūšys(Omnivorous)Ant žvyrogrunto neršiančiosžuvys(Lithophilic)Bestuburiais mintančios žuvys(Insect/Invert)LašišinėsžuvysKūjagalvisGausumas (N, % ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓Biomasė (B, %) ↑ ↓Rūšių skaičius(Sp, %)↑ ↑ ↓Srovinėaukšlė

4.1.4. Integruotas jūros priekrančių sąlygų vertinimasJAV EPA 2004 metais paskelbė Nacionalinę Pakrančių sąlygų ataskaitą, NCCR, (National Coastal Condition Report II,EPA-620/R-03/002). Šioje ataskaitoje pirmą kartą pabandyta pateikti jūros priekrančių ekosistemų pakenkimų įvertinimąvieningoje indeksų skalėje. Ekologinė kranto zonos būklė įvertinta pagal 5 pagrindinius indeksus: 1) krantobuveinių indeksą, 2) vandens kokybės indeksą, 3) sedimentų kokybės indeksą, 4) bentoso gyvūnijos indeksą, 5)žuvų audinių (taršos) indeksą. Pavyzdžiai, kurių viso buvo analizuota 2 073, buvo surinkti 48 valstijose nuo 1997 iki2000 metų, iš kurių 90 % surinkta ir išanalizuota 1999 - 2000.1) kranto buveinių indeksas yra vidutinio, ilgalaikio, dešimtmečiais trunkančio kranto pelkių netekimo greičio vidurkis(1780-1990) ir dabartinio (1990-2000) pelkių netekimo greičio, išreikštų balais (taip pat ir procentais) Konstatuota, kadvien Didžiųjų ežerų rajone metinis pelkių netekimo greitis dabartinį dešimtmetį yra apie 0,2 %, kas sudaro 2,3 % perdešimtmetį, t.y. pačią blogiausią būklę visose JAV. Šiaurės Rytų, Pietrytinėje,Vakarinėje ir Golfo srovės pakrantėsedabartiniai (1990-2000) pelkių netekimo greičiai įvertinti 0,14 %, 0,20 %, 0,21 % ir 0,53 % arba 1,0, 1,06, 1,3 ir 1,9balais, atitinkamai, lyginant su (1780-1990) periodo pelkių netekimo greičiu. Kadangi Golfo srovės pakrantėjesukoncentruota 2/3 visų pelkių plotų visose 48 įvertintose valstijose, tai bendras kranto buveinių vertinimo balas yra1,26, kas atitinka būklę iš vidutinės į blogą pusę.2) vandens kokybės indeksas apima eilę parametrų, kaip vandens skaidrumas, chlorofilo a kiekis, ištirpusio neorganinioazoto, DIN, (junginių) kiekis (koncentracija), ištirpusio neorganinio fosforo,DIP, (junginių) kiekis (koncentracija),ištirpusio deguonies koncentracija Šis indeksas parodė, kad 12 % estuarijų ploto yra blogose, ir 50 % - yra vidutinėsevandens kokybės sąlygose, taigi 62 % patiria vidutinę ir didelę vandens kokybės degradaciją. Blogos, tokią vandenskokybės degradaciją atspindinčios sąlygos, yra padidėjusi chlorofilo a koncentracija ir sumažėjusi deguonieskoncentracija estuarijų vandenyse. Vidutinės estuarijų vandens kokybės sąlygos, matomai, yra charakterizuojamosdegradacija, susijusia su aplinkos streso faktoriais: padidėjusia maistmedžiagių (biogenų arba bendro azoto ir fosforo)koncentracija ir sumažėjusiu vandens skaidrumu. Pažymėta, kad apie 5 % estuarijų turi aukštą gamtinį suspenduotųdalelių vandenyje foną. Šiaurės Rytų estuarijų vandens kokybė buvo blogiausia, - čia 19 % buvo blogose sąlygose, o 42% vidutinėse.3) sedimentų kokybės indeksas pagrįstas sedimentų toksiškumo, sedimentų teršalų koncentracijomis ir TOC (bendrosorganinės anglies) koncentracijomis sedimentuose. Maždaug 13 % visų tirtų estuarijų sedimentų gavo blogą vertinimą.Pagal plotą ir įnašą į šias blogiausias sedimentų kokybės sąlygas užėmė Puerto Rico estuarija (61 %), Šiaurės Rytųkranto (16 %), ir Vakarų kranto (14 %) estuarijos bei Didieji ežerai. Sedimentų užteršimo būklei apibūdinti įvertintoscheminių teršalų koncentracijos daugiau, nei pagal 100 junginių standartus (25 PAA, 22 PCB, 25 pesticidų, 15 metalų).Klasifikacijos pagrindu pasirinkta Long ir kitų 1995 metais pasiūlyta sistema, cheminių ir ekotoksikologinių duomenųbazių pagrindu vertinanti Vidutinių efektų intervalą (Effects Range Median, ERM, - angliškai), nusakantį kiekvienamcheminiam junginiui medianinę neigiamų biologinių efektų koncentraciją (L(E)C 50 ) ir Mažų efektų intervalą (EffectsRange Low, ERL, - angliškai), nusakantį kiekvienam cheminiam junginiui 10 persentilių (procentinių dalių??????arppm??? o %???) neigiamų biologinių efektų koncentraciją (L(E)C 10 ). Sedimentų taršos būklė įvertinta kaip pereinanti išvidutinės į blogą , remiantis estuarijų sedimentų tarša viršijančia bet kuriems cheminiams junginiams Mažų ir Vidutiniųefektų intervalą (ERL ir ERM), atitinkamai. Blogomis apibrėžtos tos sedimentų taršos sąlygos, kuriomis viršijama vienaar daugiau ERM (junginiui ar suminiam junginių klasės kiekiui, kaip pavyzdžiui bendriems PCB), ir tai sudarė 7 %estuarijų sedimentų. Vidutinėmis apibrėžtos tos sedimentų taršos sąlygos, kuriomis viršijama penkios ar daugiau ERL(junginiui ar suminiam junginių klasės kiekiui), ir tai sudarė 8 % estuarijų sedimentų. Regioniniu mastu, blogosestuarijų sedimentų sąlygos pagal plotą sudarė 32 % (Puerto Rico), 11 % (Golfo srovės krantas), 8 % (Šiaurės krantas).Sedimentų Bendrosios organinės anglies, TOC, kiekis, egzistuojantis estuarijų sedimentuose dėl autochtoninių iralochtoninių organinių medžiagų (fitoplanktono, lapų, šakelių, mirusių organizmų) natūralaus skaidymo yra papildomasantropogeninės kilmės TOC kiekiu iš organinių pramonės teršalų bei valytų ar nevalytų nuotekų, ir gali būti nepaprastaistipriai išdidintas. Tam tikromis sąlygom, kaip temperatūros padidėjimas ir deguonies deficitas, sedimentuose TOCsurišti teršalai (PAA, PCB, pesticidai) gali būti išskirti į vandenį. Taigi, TOC > 2 % turėjo 77 % sedimentų, 2 – 5 % TOCturėjo 20 % sedimentų ir > 5 % TOC turėjo 3 % sedimentų. Moliuskų audinių taršos tyrimai. Nuo 1986 metų vykdomascheminių medžiagų liekanų moliuskų audiniuose tyrimo (“Mussel Watch”) projektas. Cheminių medžiagųkoncentracijos JAV priekrančių austrėse ir moliuskuose tirtos virš 200 vietų. Vidutiniškai stipri koreliacija (sąryšis) rastatarp skaičiaus žmonių, gyvenančių iki 20 km atstumu nuo moliuskų pavyzdžių ėmimo vietos ir cheminių medžiagų(bendro PCB, bendro DDT, bendro butilšvino, švino ir bendro didelio molekulinio svorio PAA) koncentracijos (kiekių)moliuskuose ir austrėse. Nors tokio tipo Ag, Hg, Zn elementų koncentracijų koreliacijos priekrančių zonų moliuskuoseyra palyginti mažos visos šalies mastu, tačiau > 40 % “didelių” koncentracijų randamos 15 % vietų, kuriose gyvena800,000 ir daugiau žmonių 20 km ir mažesniu atstumu.12

14nitrifikuojančių bakterijų inhibitoriai, tokie, kaip: etilentiokarbamidas, chlorinti piridino dariniai (2-chloro-6trichlorometilpiridinas).BDS nustatymui yra svarbus mikrofloros paruošimas mėginių užkrėtimui (“užsėjimui”), t.y. svarbu, kad į mėginius būtųįneštas standartinis, vienodas mikrofloros kiekis. Jeigu vanduo yra standartiškai įsotintas deguonimi (paprastaipagal standartinę metodiką prieš inkubaciją turi būti 8 mg/l ištirpusio deguonies), tai oksidacijos greitis dažniausiaipriklauso nuo to, kaip vandenyje esanti mikroflora yra adaptuota toms medžiagoms, kurios yra patekę į vandenį.Eksperimentiškai ištyrus standartinėse biodegradacijos sistemose (kuriose dažniausiai naudojamas aktyvusis aerotankųdumblas) medžiagos (teršalai) skirstomos į:I. “Lengvai skaidomas”: K greičio = 1,4 – 0,3 paros -1Tai: gliukozė, maltozė, formaldehidas, žemieji alifatiniai spiritai (R-OH).II. “Vidutiniškai skaidomas”: K greičio = 0,3 – 0,05 paros -1Tai: krezolai, naftolai, ksilenolai, rezorcinas, pirokatechinas, gvajakolis, anijoninės paviršiaus aktyvios medžiagos(PAM), tokios, kaip SDS - natrio dodecilsulfatas.III. “Biologiškai sunkiai skaidomas”: K greičio = 0,029 – 0,002 paros -1Tai: timolas, hidrochinonas, sulfonolas (HП-1), nejonogeninės PAM.Dirbant aktyviam dumblui normaliu tankiu (iki 4 mg/l pagal sausą svorį) bei palaikant aktyvaus dumblo gyvybingumą1⋅10 5 - 1⋅10 6 mln.ląstelių /ml sutankintuose dumbluose (> 4 mg/ml; iki 20 mg/l - sauso sv.), būtina kontroliuotisekančius aerotankų darbo parametrus:1. Leistiną teršalų apkrovą (pagal ChDS, BDSpiln., naftos produktų bei kitų cheminių teršalų kiekį) a) valymo įrenginiotūrio vienetui ar plotui, b) aktyvaus dumblo svorio ar tūrio vienetui, c) mikroorganizmų kiekiui ar d) fermentinioaktyvumo vienetui.2. Svorio apkrovą antrinio sėsdintuvo ploto vienetui (kg suspenduotų dalelių/1 m 2 per 1 val.).3. Deguonies patekimą, pasiskirstymą ir sunaudojimą aktyviu dumblu (ml/1 g dumblo sauso svorio).4. Atskyrimą išvalyto vandens nuo aktyvaus dumblo ir grąžinimą dumblo į aeracijos zoną.5. Maksimaliai leistiną nuotekų srauto greitį.6. Perteklinio ir grąžinamo dumblo būtiną koncentraciją (dozę) pagal svorį (g/l) ir pagal tūrį (DTI,ml/l).7. Aktyvaus dumblo atitinkamą recirkuliaciją.Taigi, vienas pirmųjų sėkmingo aerotankų darbo parametrų yra leistina teršalų apkrova, pagal BDS ir ChDS. Kamreikalingi šie bendrieji technologiniai rodikliai (BDS ir ChDS)?Pagrindiniu kriterijumi, nustatant nuotekų organinių teršalų mikrobiologinės oksidacijos tinkamumo laipsnį, yraBiocheminis Rodiklis, išreiškiamas:BDSpiln.BR = (bedimensinis dydis, < 1)ChDSKuo Biocheminis Rodiklis mažesnis, tuo nuotekos yra toksiškesnės aktyvaus dumblo mikroflorai; tokios nuotekos“išveda iš rikiuotės” - užnuodija aeracinių valymo įrenginių aktyvų dumblą. BDS pilnas atspindi lengvai skaidomasorganines medžiagas nuotekose ir sudaro 1/10 ar 1/3 ChDS, t.y. šią (lengvai skaidomą) dalį visame nuotekųorganinių medžiagų kiekyje, atspindimame ChDS parametro. Dėl tos priežasties, kad BDS piln. yra visadamažesnis už ChDS, Biocheminis Rodiklis, BR, visada yra mažesnis už 1.Nuotekų klasifikacija pagal BR: nuotekų toksiškumas ir LRK biologiniam valymui. Iki 1975 - 1980 metų tiekprojektuojant valymo įrenginius, tiek juose technologiškai kontroliuojant Biocheminį Rodiklį, BR, apskaičiuodavokiekvienai organinių teršalų rūšiai (ar jų mišiniui) [Porutckij, 2]. Pagal BR reikšmes skiriamos 4 grupės pramoniniųnuotekų; jos apytikriai atitinka ir duotų nuotekų toksiškumo grupes (Swedish EPA. 1990).I grupė [BR > 0,2] - sočių angliavandenilių gamybos nuotekos,- nesočių angliavandenilių hidrinimo nuotekos,- sintetinių riebalų rūgščių gamybos nuotekos,LRK biol .valymui - buitiniai nutekamieji vandenys,- cukraus, maisto pramonės nuoteko,- baltymų, vitaminų koncentratų gamybos nuotekos,- azotą turinčių organinių medžiagų sintezės nuotekos,- aromatinių alkoholių, fenolių, pirokatechinų gamybos nuotekosII grupė [BR 0,1 - 0,02] - naftos distiliacijos, naftos turinčios nuotekos,- mazutas - (BR 0,12),- bitumo gamybos nuotekos,

15- tepalų gamybos nuotekos,- angliavandenilių alkilinimo nuotekos,- kokso cheminės pramonės nuotekosIII grupė [BR 0,01 - 0,001] - paviršiaus aktyvių medžiagų (skalbimo miltelių) gamybos nuotekos,- dujų frakcionavimo pramonės nuotekos,- angliavandenilių chlorinimo, sulfatavimo procesų nuotekos,- sieros rūgšties gamybos nuotekos- sunkiosios metalurgijos, galvanikos nuotekos (turi PAM pagal senastechnologijas, citrinos ir kt. org. rūgštis pagal dabartinestechnologijas)IV grupė [BR < 0,001] - šioms nuotekoms reikalingas tik mechaninis valymas- rūdų kasimo ir sodrinimo (kalnakasybos)Lentelė 4.9. Įvairių pramoninių nuotekų tinkamumo biocheminiam (biologiniam) valymui l a i p s n i s [2, p.26]Eil. Pramonės Sunkiai Grupė Oksidac. LRK biochem.Nr. nuotekos oksiduojama ChDS BDS BR pagal greitis, R,valymuimedžiaga (mgO 2 /l) (mgO 2 /l) BR (mg/g•val.) sunkiaiskaid. m.1. Ūkinės-buitinės nuotekos 150 -1 000 100 - 500 0,9-1,0 I 18-22 --2. Baltymų, vitaminų koncentratų g-ba 3 000-4 000 180-3 000 0,6-0,8 I 12-20 --3. Sintetinių (nafteninių) rūgščių g-ba 4 000 1 600 0,4 I 10-18 --4. Nesočių angliavandenilių hidratacija 600-1 600 180-800 0,3-0,5 I 6-16 --5. Naftos produktų hidrogenizacinis Cikloheksanolas 1 000-16 000 100-6 400 0,1-0,4 I 6-10 100 mg/lvalymas6. Naftos distiliavimas Cikloheksanolas 1 000-5 000 100-500 0,1 II 8-12 100 mg/l7. Techninių alyvų gamyba tret-Butilbenzenas 100 000 5000-10000 0,05-0,1 II 2,3-6 100 mg/l8. Tepalų priedų gamyba Arensulforūgštys 20 000-100 000 1000-8000 0,05-0,08 II 3-6 100 mg/l9. Aromatinių angliavandenilių Izopropilbenzenas 800-40 000 40 - 400 0,05-0,01 II 3-10 100 mg/lalkilinimas10. Aromatinių angliavandenilių Chlorbenzolo dariniai 1 500-2 000 15 - 100 0,01-0,05 II 3-5 10 mg/lchlorinimas (trichloretilenas, Cl 2 )11. Organinių medžiagų sulfatavimas Arensulforūgštis 1 400-3 600 40 - 180 0,03-0,05 II 1,5-4 10 mg/l12. Bitumo gamyba Asfaltenai 5 400-6 000 160-600 0,03-0,1 III 2-5 10 mg/l13. Dyzelinio kuro deparafinizacija 3 000-7 000 15-210 0,005-0,03 III 1,5-4 --14. Tepalų gamyba Pentaeritritolas 85 000 400-2 500 0,005-0,03 III 3,5-4 100 mg/l15. Paviršiaus aktyvių medžiagų Alkilbenzolsulfonatai 1 000-2 000 3-6 0,003 III 0,1 10 mg/lgamyba16. Naftos riformingo Dimetilformamidas 12 000-15 000 480-150 0,04-0,01 III 2-4 10 mg/l4.2.2. Biotestavimo duomenimis pagrįsti nuotekų, sedimentų toksinių efektų įvertinimo būdaiaplinkos menedžmentui, reguliaciniams sprendimams: PEEZ (PEEP), pT, TV metodologijosAnalogiškai vertinimo būdams, besiremiantiems biotiniais indeksais, įvairios kitos toksiškumo klasifikacinės irvertinimo sistemos buvo ištobulintos nuotekoms, sedimentams ir iškastiniams dumblams bei dirvožemiui ar sąvartynųfiltratams. Tai pT dydžio paskaičiavimas (Krebs, 1988), PEEP (Costan et al., 1993), PAF (Roghair et al., 1997), irSEDTOX (Bombardier and Bermingham, 1999). Taršos ir toksiškumo pavojaus vandens ekosistemose vertinimuitoksiškumo vertinimo sistemos buvo apjungtos su chemine analize ir biotiniais indeksais taip vadinamoje TRIAD’ųmetodologijoje, kurios koncepcija pirmiausiai buvo išvystyta Chapman (1986, 1990) sediment kokybės vertinimui.Pavyzdžiui, akivaizdų argumento svorį turi ir taršos rizikos vertinimo faktoriumi gali tarnauti PAF reikšmė,išreikšta procentais. Potencialiai Paveiktų rūšių Frakcija (PAF - -Potentially Affected Fraction of species –angliškai) – tai yra ta rūšių frakcija (kiekis procentais), kurioms cheminių medžiagų mišinio (nuotekų) “koncentracija”viršija NEK –Nestebimo Efekto Koncentraciją (NOEC). Ekotoksikologinių metodų standartuose (LST, ISO) taivadinama Didžiausia teršiančios medžiagos koncentracija, nesukelianti pastebimo neigiamo ir statistiškai patikimopoveikio organizmui) Praskiedimu gautos nuotekų tariamosios EC10 arba EC50 iš ūminio (trumpalaikio) toksiškumotesto yra dalinamos iš Saugos Koeficientų (faktorių) 3 ir 10, skirtų perėjimams į chronišką toksiškumą, ir galutinai yralogaritmiškai transformuojami) x = 10 log (NEC). Šie dydžiai iš ūminio toksiškumo testų matematiškai atstatomi irišreiškiami kaip PAF procentinis subindeksas] (Canna-Michaelidou et al., 2000; Roghair et al., 1997).

164.2.2.1. Potencialių ekotoksinių efektų zondas, PEEZPotencialių ekotoksinių efektų zondas buvo 1993 m. KANADOS EPA ištobulintas indeksas, skirtas pramoniniųnuotekų toksinio potencialo palyginimui ir įvertinimui. Šis indeksas - Potencialių ekotoksinių efektų zondas(bandinys), (Potential Ecotoxic Effects Probe, PEEP, - angliškai) apima (algoritmuoja): 1) toksiškumą įvairioms trofinėsgrandinės rūšims, 2) toksiškumo “atsparumą” biodegradacijai (ilgai išliekantį toksiškumą), 3) įvairų toksinių pažeidimųspecifiškumą, bei 4) nuotekų debitą. PEEP indeksas yra dešimtainio logaritmo (log 10 ) reikšmė, kintanti nuo 0 iki 10 irdaugiau (Costan et al., 1993).N∑ Tii=1kur P – yra skaitmeninė PEEP indekso reikšmė, n – yra skaičius biotestų (biobandymų), rodančių (geno)toksiniusatsakus, N – yra maksimalus skaičius galimai gaunamų (geno)toksinių atsakų, Ti yra TV (toksiniai vienetai), gauti tamtikro bandymo (biotesto) prieš ar po nuotekų biodegradacijos testavimo ir Q yra nuotekų debitas (m 3 /val.). Priešnuotekų aerobinės biodegradacijos testą atliekami 6 įskirtingi biologiniai testai, po biodegradacijos – tik 4. Taigi Nmaksimali reikšmė gali būti 10. Koeficientas n padaugintas iš vidutinio (vidurkinio) toksiškumo (∑Ti/N) identifikuojanuotekų specifinį “toksinį atspaudą”, kuriame yra integruoti: toksinis stiprumas, toksinis atsparumas, ir laipsnistoksiškumo specifiškumo trofinėje grandinėje. “Toksinio atspaudo” produktas kartu su Q (debitu) duoda “toksinęapkrovą”, įgalinančią nustatyti tam tikrų nuotekų santykinį toksinį įnašą specifinėje nuotekų grupėje.Lentelė 4.10. Toksiškumo testų charakteristikosNuotekų koncentracijųTesto tipas Efektas Testotrukmė kiekis, NC1. Toksiškumo testaiBakterijų bandymasPhotobacterium phosphoreumMikrodumblių bandymasSelenastrum capricornutumVėžiagyvių bandymasCeriodaphnia dubia2. Genotoksiškumo testasBakterijų bandymasEscherichia coliP = log 10Ūminė subletalinėšvytėjimo inhibicijaChroniška subletali augimoinhibicijaa) Mirtingumas po ilgalaikio(chroniško) iš-laikymob) Chroniška subletalireprodukcijos inhibicijab) SOS DNR reparacijatiesiogiai veikiantiemsgenotoksinams (-S )c) SOS DNR reparacijanetiesiogiai veikiantiemsgenotoksinams, reikalau-jantiemsmetabolinės ak-tyvacijos (S )( Q)1 + nN15 min.NR/C*R(% v/v)**7dienos 6 10 0-1002 val. 4 8 0-50* NR/C – skaičius pakartojimų (angliškai – replicates) testuojamų nuotekų koncentracijų;** R - testuotų nuotekų koncentracijų skalė (intervalas)Bendros tiriamų nuotekų charakteristikos. Pagal šią PEEP skalę Kanados mokslininkai vertino 37 nutekamuosiusvandenis iš 8 pramonės sektorių (medienos pulpos masės ir popieriaus pramonės, naftos perdirbimo, neorganinės irorganinės chemijos pramonės, kalnakasybos, metalurgijos, metalų dangų (galvanikos), tekstilės gamybos).Biotestų parinkimo kirterijai ir charakteristikos. Parinkta biotestų baterija apima:1) bakterinius testus- liuminescuojančių bakterijų Photobacterium phophoreum, Microtox teste ar kt. rūšį (Vibrio fischeri),turinčių bakterinę liuciferazę, panaudojimą citotoksiškumui bakterijoms nustatyti pagalbioliuminescencijos gesima toksinėje aplinkoje po 5, 15 ir 30 min.,

17- genotoksiškumo nustatymą su SOS Chromotestu – t.y. genetiškai sukonstruotu Escherichia coli PQ37kamienu turinčiu operono suliejimą (sfiA:lacZ), leidžiantį gaminti β-galaktozidazę, kada sfiA genas(kontroliuojantis SOS reguliacinį tinklą, atsakantį į DNR pažaidas) yra indukuojamas DNR pažeidimųatveju [β-galaktozida-zės aktyvumas registruojamas fotometriškai pagal geltonos spalvos susidarymą615 nm bangos ilgyje atskėlus fermentui nitrofenolį iš 2-nitrofenil-β-D-galaktopiranozido]; atliekamibandymai 96 šulinėlių plokštelėse, naudojant arba ne kepenų S9 po-mitochondrinę (mikrosomų)frakciją;2) dumblių testą- įvertinamą žaliųjų mikrodumblių Selenastrum caprocornutum ATCC 226662augimo inhibicijos per 96 val. išlaikymo su nuotekomis; sekant fotometriškai 96šulinėlių plokštelėse;3) vėžiagyvių (mikro-bestuburių) testą- naudojant Ceriodaphnia dubia 7 dienų išgyvenimo nuotekose bei reprodukcijos testusToksiškumo vertinimas: galutinės išraiškos ir dydžiai. Autoriai naudojo visų (geno)toksinių atskų vertinimui visuoseniotestuose Nestebimo efekto koncentraciją, NEK (NOEC – Not Observed Effect Concentration – angliškai) ir LOEC(Lowest Observed Effect Concentration – angliškai) Mažiausio stebimo efekto koncentraciją (MSEK), standarte taivadinama Mažiausia veiklioji koncentracija (MVK) tam, kad pasiektų galutinių efektų (išraiškos) vienodumą.Tas (geno)toksinis slenkstinis dydis, kuris atitiko geometriniam vidurkiui NEK ir MSEK (NOEC ir LOEC) buvoskaičiuojamas ir išreiškiamas (geno)toksiniais vienetais, TV (TV = 100% /[geno] toksinio slenksčio nuotekų tūrioprocentais % ), (TU = 100% /[geno] toxic threshold in % v/v).(Horning and Weber, 1985; Sprague and Ramsay, 1965).Eksperimentiniai biotestų protokolai buvo pritaikyti bandymų su tomis pačiomis nuotekomis pakartojimų skaičiųdidinimui, kad patenkinti statistinės analizės reikalavimus, nustatant NEK ir MSEK (NOEC ir LOEC). Nuotekųtoksiškumas TV dydžiais vertintas prieš (B – before – angliškai) ir po (A – after – angliškai) biodegradacijos. Nuotekųbiodegradacija buvo atliekama 5 dienas kambario temperatūroje, tamsoje, inkubuojant nuotekas, įdėjus mikro-tūrįkoncentruoto druskų tirpalo iki iprastinės bakterijų augimui būtinos koncentracijos bei inokuliavus (užsėjus) komerciniuaerobinių bakterijų preparatu.Bacta-Pur (Aquaresearch Ltd., North Hatley, QUE J0B 2C0), (Costan et al., 1993).Biologinių toksiškumo bandymų su nuotekomis rezultatų, gautų prieš ir po aerobinės nuotekų biodegradacijos, pavyzdžiaipateikti lentelėje 4.11.Lentelė 4. 11. Nuotekų toksiškumo biotestų rezultatai, gauti prieš ir po nuotekų biodegradacijosBiotestasNuotekos 1 Nuotekos 2 Nuotekos 3 Nuotekos 4 Nuotekos 5B A B A B A B A B AMicrotox testas 17* 5 16 2 5 14 2 0 11 3Dumblių testas 20 15 126 78 160 160 0 0 1244 1244Vėžiagyvių testas (Letal) 14 - 2 - 7 - 6 - 0 -Vėžiagyvių testas (Repr) 575 - 18 - 5745 - 35 - 3 -SOS Chromotestas (-S9) 8 0 5 0 0 0 0 0 0 0SOS Chromotestas (+S9) 8 0 32 0 0 6 0 0 0 0* Slenkstiniai toksiškumo dydžiai yra išreikšti toksiniais vienetais (TV), (žiūrėti tekstą viršuje).PEEP indekso skaičiavimai. Lyginant įvairių nuotekų toksiškumą, eilė tarpinių dydžių, skaičiuojamų iš PEEP formulės,taip pat yra informatyvūs (žiūrėti Lentelę 4.12.)Lentelė 4.12. PEEP indekso skaičiavimų pavyzdžiai popieriaus pramonės nuotekų mėginiamsEil.Nr.(Geno)toksiniųatsakų skč. nPEEP formulėjeVidutinis toksiškumas,(∑Ti/N)Toksinisatspaudas,n(∑Ti/N)Nuotekųdebitas, Q(m 3 /val.)Toksinėapkrova,n(∑Ti/N)⋅QPEEZ(PEEP)dydisToksinioįnašo%1 7 25.0 175 3213 562974 5.8 0.92 6 28.1 169 1685 284027 5.5 0.43 8 74.1 593 1822 1080106 6.0 1.64 8 32.0 256 388 99374 5.0 0.25 7 10.9 76 3470 264590 5.4 0.46 6 1126.8 6761 4289 28993587 7.5 44.4Laikui bėgant Kanados mokslininkų sukaupta patirtis parodė, kad, vertinant tikrąjį potencialų toksinėstaršos pavojų, galima sumažinti kainą ir darbo sąnaudas, kontroliuojant nuotekų toksiškumą, mažinant

18cheminių analizių skaičių toms nuotekoms, kurios rodo toksiškumo indekso PEEP dydžius žemiau tam tikrosribos, t.y. PEEP < 3 (Costan et al., 1993).4.2.2.2. Nuotekų toksiškumo testavimas mikrobiotestais: toksiškumo klasifikavimo sistema, metodų įvertinimasir vandens telkinių- recipientų pažeidimų prognozavimasBiotestų baterijos panaudojimas nuotekų ir gamtinių vandenų toksinių taršalų testatvimui. Praktišką ir vartotojuidraugišką gamtinių vandenų ir nuotekų toksiškumo klasifikavimo sistemą, panaudojant mikrobiotestus, pasiūlė GuidoPersoone su bendraautoriais 2003 metais (Persoone et al., 2003). Priešingai baterijoms testų, atliekamų su gyvaispastoviai palaikomais organizmais ir tradiciškai paremtų ūminio toksiškumo vertinimu (L(E)C 50 ar slenkstiniotoksiškumo reikšmėmis) jų kultūromis, autoriai išbandė ir pasiūlė bateriją rinkinių-mikrobiotestų, nepriklausomų nuonepertraukiamo organizmų kultyvavimo. Testų baterija buvo sudaryta iš toliau pateikiamo mikro-biotestų rinkinio(Toxkit) bei kai kurių kitų greitos atrankos biotestų, ir juose naudotų sekančių rūšių:1) bakterijų Vibrio fischeri - bioliuminescencijos inhibicijos testo (poveikio trukmė 5, 15, 30 min):2) 72 val.dumblių Selenastrum capricornutum (naujas pavadinimas Raphidocelis subcapitata) -augimo inhibicijos testo,3) dumblių Pseudokirchneriella subcapitata) - augimo inhibicijos testo (Algaltoxkit F);4) 24 val. trukmės ciliatų (blakstienuotųjų) Tetrahymena thermophila augimo inhibicijos testo (Protoxkit F);5) 24 val. trukmės verpečių Brachionus calyciflorus mirtingumo testo (Rotoxkit F);6) 24 val. trukmės vėžiagyvių Thamnocephalus platyurus mirtingumo testo (Thamnotoxkit) arba alternatyvaus24 iki 48 val. Trukmės vėžiagyvių Daphnia magna ūminio imobilizavimo testo (Daphtoxkit F).Darbo metodologija. Ši biotestų baterija buvo naudojama (taikoma) dviem pagrindiniais būdais. I. Gamtinių vandenųtaršos pavojaus, remiantis specifine klasifikacine sistema nustatymui. Šiam tikslui vienos pakopos toksiškumonustatymas ūminiai toksiškų paviršinių vandenų buvo atliekamas nepraskiestuose mėginiuose, analizuojant juos šiabiotestų baterija. II. Nuotekų (taršalų), išmetamų į vandens aplinką, toksiškumo klasifikavimui. Šiam tiksluiūminiai toksiškų skystų taršalų, nuotekų ar sąvartynų filtratų dviejų pakopų toksiškumo nustatymas buvo atliekamas taippat naudojant šią biotestų bateriją: 1) pirmoje pakopoje buvo nustatomas nepraskiestų mėginių toksiškumas, 2)toksiškumo testai antroje pakopoje buvo atliekami praskiestų mėginių serijose tik su tais mikro-biotestais, kuriųrezultatai parodė didesnį, nei 50% efektą nepraskiestuose mėginiuose (žiūrėti pav. 2).Gamtinių vandenų ir nuotekų kokybės klasifikacijos sistema,naudojanti “Toxkit” toksiškumo mikrobiotestus[Guido Persoone, Ghent’o Universitetas, Belgija, 2003]Gamtinių vandenų taršos pavojausklasifikacinė sistemaNuotekų taršos pavojausklasifikacinė sistemaVertinimas: klasifikacinė sistema pagrįsta dviemisdyžiais: 1) Skirstymu į 5 ūminio pavojaus klases procentinioefekto (PE), gauto biotestuojant, pagrindu, ir2) Vertinimo balų kiekiu kiekvienai pavojaus klasei.---------------------------- o -------------------------------Vandens priskirimas pavojaus klasei - didžiausio toksinioatsako (parodyto bent vieno iš taikomų biotestų)pagrindu, pagal procentinio efekto (PE), gauto biotestuojantreikšmesVertinimas: Kaip ir pavojaus gamtiniams vandenimsvertinimo sistemoje, toksiškumo vertinimas nuotekomspagrįstas dviemis dyžiais: 1) Ūminio toksiškumo, išreikštoToksiniais Vienetais (TV), skirstymu į 5 klases,2) Vertinimo balų kiekiu kiekvienai toksiškumo klasei.-------------------------------- o -------------------------------Efektų rezultatai, gauti su kiekvienu mikro-biotestu, yrapaverčiami toksiniais vienetais (TV) pagal formulę:TV = [1/L(E)C50] × 100. Mėginiai klasifikuojami į vienąiš sekančių kategorijų, remiantis didžiausiu TV skaičiumi,rastu bent viename baterijos biotestų.

19Ūminio pvojaus klasėsI klasė: jokio ūminio pavojaus—nė vienas iš biotestųnerodo toksinio efekto (bet efektų reikšmės žymiaiaukštesnės, negu kontrolinių mėginių reikšmės).II klasė: silpnas ūminis pavojus—jeigu statistiškaižymus (P < 0.05) PE yra pasiekiamas bent vienamebioteste, but efektų lygmuo yra žemiau 50%. Dėlpragmatinių priežasčių 20% efekto lygmuo gali taippat būti paimtas, kaip mažiausias PE turintis žymųtoksinį poveikį.III klasė: ūminis pavojus— jeigu PE50 yra pasiektasar viršytas mažiausiai viename bioteste, bet efektųlyg-muo yra žemiau 100%.IV klasė: didelis ūminis pavojus— jeigu PE100 yrapasiektas bent viename bioteste.V klasė: labai didelis ūminis pavojus – jeigu PE100yra pasiektas visuose biotestuose.Ūminio toksiškumo klasėsI klasė: jokio ūminio toksiškumo— nė vienas iš biotestųnerodo toksinio efekto (bet efektų reikšmės žymiaiaukštesnės, negu kontrolinių mėginių reikšmės).II klasė: silpnas ūminis toksiškumas—efekto procentas,stebimas mažiausiai viename toksiškumo teste, yražymiai didesnis, nei kontroliniuose mėginiuose, bet yražemesnis, nei 50% (< 1 TU). (Pagal analogiją su vertinimobalais sistema gamtiniams vandenims 20% efektolygmuo gali būti naudojamas, kaip mažiausias žymiątoksinę žalą sukeliantis PE; 20% dydžio efektas atitinka0.4 TV (nes 50% efektas = 1 TU)).III klasė: ūminis toksiškumas—jeigu L(E)C50 yra pasiekiamaar viršijama bent viename teste, bet 10-kartiniame mėginio praskiedime efektas yra mažesnis, nei50% (= 1–10 TU).IV klasė: didelis ūminis toksiškumas—jeigu L(E)C50yra pasiekiama 10-kartiniame mėginio praskiedime arbent viename teste, bet ne 100-kartiniu praskiedimu (=10–100 TU).V klasė: labai didelis ūminis toksiškumas—jeiL(E)C50 yra pasiekiamas 100-kartiniu praskiedimumažiausiai viename teste (≥ 100 TU).Pav. 4.2. 2003 metais pasiūlyta toksiškumo klasifikacijos sistema mikrobiotestų “Testkits” analizės pagrindu(sudaryta pagal Persoone ir kt., 2003).Taigi, ja galima buvo testuoti nepraskiestus paviršinių gamtinių vandenų ir nuotekų mėginius (išskyrus tuos, kurieparodydavo didesnį, nei 50 % toksinį efektą). Kaip matome schemoje (pav. ), naudojant mikro-biotetus naudojamoskelios toksiškumo vertinimo sistemos. Mokslininkai iš 10 vidurio ir rytų Europos šalių, vadovaujami GentoUniversiteto (Belgija) tyrėjų pasiūlė dvi alternatyvias klasifikacijos sistemas – gamtiniams vandenims (1) irnuotekoms (2), lengvas ir santykiškai pigias bei tinkamas rutininiam monitoringui labiau, nei ankstesni pasiūlytimetodai. Toksiškumo vertinimo sistemos buvo detaliai ištobulintos aukščiau pateiktų koncepcijų pagrindu ir tadapritaikytos toksiškumo patikroje dalyvaujančių laboratorijų visai įvairovei pavyzdžių: upių vandenims, požeminiamsvandenims, geriamam vandeniui, kalnakasybos ir šachtų vandenims, sedimentų porų vandeniui ir taršalų dampingofiltratams (Persoone et al., 2003). Vertinimo (balų) sistema paviršinius vandenis ar nuotekas skirsto į 5 didėjančiotoksiškumo (rizikos) klases, paskaičiuojant svorio (akivaizdumo) faktorių, analizuojamai toksiškumo klasei.Slenkstinės kiekvienos pavojaus (toksiškumo) klasės reikšmės duotos 11 lentelėje tiek gamtiniam vandenim, tiek irnuotekom. Ši vertinimo balais sistema taikoma bet kuriems skystiems nevalytiems ar po valymo taršalams, išmetamiemsį gamtinius vandenis ir taip pat filtratams iš taršalų laidojimo (dampingo) vietų bei užterštų dirvožemių.Lentelė 4.13. Mikrobiotestų panaudojimui paruoštos klasifikacinės sistemos (Persoone ir kt., 2003)Pavojaus gamtiniams vandenimsklasifikacijos sistemaNuotekų toksiškumo paviršiniams vandenimsklasifikacijos sistemaPE reikšmės Pavojaus Pavojaus Svorio balai∗ TV reikšmės Toksiškumo Toksiškumo Svorio balaiklasė simbolis kiekvienam testuiklasė simbolis kiekvienam testui≤20% I Jokio ūminio0 < 0.4 TV I Jokio ūminio 0pavojaus (jokio “žymaus”toksiškumo (jokio “žymaus”toksinio efekto)toksinio efekto)120% ≤PE < 50% II Silpnas ūminispavojus1(žymus toksinisefektas < PE50 )0.4

2050% ≤PE < 100% III Ūminis pavojus 2(toksinis efektas> PE50 bet< PE100)1

21∗ 2001 m. pabaigos duomenys; AOX – Absorbuojami organiniai halogeniniai junginiai. TOC – Bendra organinė anglis,ChDS – Cheminis deguonies sunaudojimas.SETAC leidinyje “Whole Effluent Toxicity Testing” yra pažymėta, kad JAV EPA 1991 m. Techninio pagrindimodokumentuose pasiūlė nuotekų visumos (pirminių) toksiškumą apriboti Maksimaliai leistinu dydžiu 0.3 ūminiotoksiškumo vienetų (TV) ir 1.0 chroniško toksiškumo vienetų (statistinis patikimumo intervalas 95 % (Ruffer 1997).Kitas kiekybinio nuotekų toksiškumo vertinimo pasiūlymas buvo, kad būtina išvystyti ar įdiegti rizikos vertinimoprocedūras tokioms nuotekoms, kurios duoda testų rezultatus mažų efektų skalėje, kaip pavyzdžiui NOEC > 50 %, arbanenormalius ar neišbaigtus dozės-atsako duomenis, ir korekcijos pagal kontrolines eksperimento sąlygas bei toksiniuspalyginamuosius standartus turi būti atliktos tokių nuotekų mėginiams (Dorn, 1997).4.2.3. Sedimentų taršos vertinimo strategijos Vakarų Europoje4.2.3.1. pT-dydžiu pagrįsta sedimentų ekotoksikologinė atranka arba vertinimas VokietijojeVokietijos mokslininkai iš Koblenz Federalinio Hidrologijos instituto, remdamiesi daugiamečių eksperimentųrezultatais, pasiūlė dugno nuosėdų ir kitos iš vandens telkinių pasemtos grunto medžiagos ekotoksikologineiklasifikacijai naudoti pT-dydžius (Krebs F, 2003). Šie pT-dydžiai, nustatomi praskiedimo metodu (naudojamas dvigubas– 2x praskiedimas), leidžia daug geriau diferencijuoti sedimentus teršiančių medžiagų ekotoksikologinius efektus, neguinhibicijos procentai, išmatuoti nepraskiestoje tiriamoje medžiagoje.Metodo esmė. Esant 100 % inhibicijai, pT-dydžiai įgauna ekotoksikologinių diskriminatorių vaidmenį, t.y.veikia kaip ekotoksikologiniai kriterijai, leidžiantys atskirti aplinkos rizikos potencialus. Inhibuojantys efektai,pavyzdžiui, sukeliami nepraskiestų mėginių (pavyzdžių), gali tapti nepastebimais, jau po 1:2 praskiedimo, arba tik, esantdaug didesniems praskiedimų dydžiams.Biotestavimo bioobjektai. Autoriai naudojo dumblių, švytinčių (liuminescuojančių) bakterijų ir dafnijųbiotestus.Tiriami gamtiniai mėginiai (medžiagos). Tiriami gali būti sedimentai (dugno nuosėdos), iškastinis gruntas, jųporų vanduo (angliškai – pore water, intersticial water), arba vandeniniai ekstraktai (angliškai – elutriates).Didžiausias pT-dydis, autorių išmatuotas sedimentuose, buvo 11 (t.y. praskiedimo lygis 1 : 2048). Tai rodo, kadekotoksikologiniam vertinimui reikalinga diferenciacija iškasto grunto ir dugno nuosėdų medžiagos (mėginių) geriausiaigali būti patvirtinta pT-dydžių metodu (Krebs, 2003).Lentelė 4.15. Ekotoksikologinė sedimentų ar grunto kokybės klasifikacija porų vandens ar vandeninių ekstraktųtestavime.Toksiškumo Iškastinės medžiagos (grunto,Didesnis praskiedimo Praskiedimoklasės sedimentų) tvarkymolygmuo be toksinio efekto Faktorius pT-dydis (Septynių lygių KATEGORIJOSsistema)SpalviniskodavimasPradinis mėginys 2 0 0 0 01:2 2 1 1 I I1:4 2 2 2 II II1:8 2 3 3 III III1:16 2 4 4 IV IV1:32 2 5 5 V V≤ (1:64) ≤ 2 6 ≥ 6 VI VITrijų lygių vertinimosistemaNeproblemiškaKritinėPavojingaAutorių siūlomas menedžmentas. Autorių siūlomos išvados ir tvarkymo spremdimai bei darbai (menedžmentas) yraparenkami pagal tris siūlomas toksiškumo klases, nustatytas pT-metodu ir apibrėžtas kaip “neproblemiška”, “kritinė” ir“pavojinga”. Jie taip pat remiasi “Direktyvomis dėl iškastinių medžiagų (gruntų, sedimentų) iš vandens telkiniųtvarkymo pagal Vokietijos federalinių vandens kelių ir pakrovimo administracijos jurisdikciją “ (“Directives for theManagement of Dredged Material from Waters within Jurisdiction of the German Federal Waterways and ShippingAdministration” HABAB-WSV 2000, HABAB-WSV 1999).

22Studija 1. Jei iškastinis gruntas arba testuoti sedimentai priklauso toksiškumo klasei II arba žemesnei, tai jie nekeliaproblemų ar pavojaus ir gali būti perkelti į kitą vietą be apribojimų.Studija 2. Jei iškastinis gruntas arba testuoti sedimentai priklauso aukštesnei toksiškumo klasei, negu II (t.y. III ir IV), irturi būti kažkur perkelti, pažeidimų hipotezė yra ribojanti ir įspėjanti, tada sprendimai gali būti priimami tik vietoje,konkrečiu atveju, ir naudojant akivaizdžių eksperimentų rezultatų ir papildomų aplinkybių vertinimo (balsavimo,mandatų) pagrindu,Studija 3. Iškastinio grunto arba testuotų sedimentų priklausančių aukščiausio toksiškumo klasėms V ir VI perkėlimasneturi būti leistas iš ekotoksikologinio požiūrio taško (Krebs, 2003), bet gali būti kompostuojamas kaip užterštas gruntasspeialiose betonuotose aikštelėse atitinkamais biotechnologiniais metodais (aerobiniu ar anaerobiniu “perpūdymu” arkitais mišrios fermentacijos tipais), (vadovėlio aut. past.).4.2.3.2. Gėlųjų vandenų sedimentų Ekologinės rizikos vertinimas (ERA, ERV) NiderlanduoseVienu, iš sedimentų kokybės vertinimo programų pavyzdžių Europoje, galėtų būti Niderlandų įprastinės monitoringoprogramos, vykdomos tiek gėlavandenėse, tiek jūrinėse ekosistemose. Sedimentų Ekologinės rizikos vertinimas, ERVarba ERA (Ecological Risk Assessment - angliškai), vykdomas ne vienodai ir jį galima išskirstyti į• Biologiniais efektais paremtą sedimentų rizikos vertinimą (BEPV) (BEBA, Biological Effects-Based Assessmentangl.) in situ, t.y. vandens telkinių vietose, kur sedimentų, esančių dugne, kokybė ir potencialus jų tvarkymas turi būtisvarstomas;• Biologiniais efektais paremtą iškeltų (iškastų) į krantą (ar laidojamų jūroje) sedimentų kokybės vertinimą (BEPV)(BEBA, Biological Effects-Based Assessment angl.) ex situ tikslu pasirinti sedimentų tvarkymo būdus (pvz. krantešalinimas ar atstatymas mikrobiologiniu (pvz. kompostavimo), cheminiu, terminiu apdorojimu ar panašiais būdais).Pirmoji metodologija paprastai taikoma kaip vertinimo (ERV) darbų dalis, aiškinantis, ar reikalingas pasirinktos vietossedimentų atstatymas jų taršos ekologinės rizikos kontrolės ar mažinimo tikslais.Antrosios metodologijos tikslas yra įvertinti iškeltų sedimentų šalinimo pasirinkimų riziką (tame tarpe sedimentų iškeltųnavigacijos tikslais).Bendrąjai tiriamųjų sedimentų kokybės klasifikacijai (nuo 0 iki 4 balų) sudaryti taikomi įvairūs cheminiai SedimentųKokybės Kriterijai (SQG) (Sediment Quality Guidelines angl.) arba, teisingiau skaitinės jų reikšmės bei biotestavimųduomenys. Tai tarsi didžiausios leidžiamos konkrečių cheminių medžiagų koncentracijos sedimentuose, užtikrinančios,pavyzdžiui, kad toksiškumo rizika sedimentuose gyvenantiems organizmams būtų minimali. Taigi, šie kriterijai remiasicheminių ir dalinai ekotoksikologinių bei ekologinių tyrimų duomenimis. Jei chemikalų koncentracijos žemesnės, nei jųSQG, tai manoma, kad jos yra saugios ≥ 95 % teoriškai esančių rūšių ir sukelia toleruojamą rizikos laipsnį;, jei cheminiųmedžiagų koncentracija viršija kiekvienos jų SQG vertę, tai ši situacija yra saugi ≤ 50 % rūšių ir sukelia potencialiaididelę riziką. Specifinių vietų sedimentų taršos rizikos įvertinimas Niderlanduose vykdomi pagrinde gėlavandenėseekosistemose. Biologiniais efektais pagrįstas (sedimentų taršos rizikos) vertinimas BEBA (Biological Effects-BasedAssessment) yra platesnio, vertinimo dalis atsakanti į klausimą, ar rizika yra pakankamai didelė vykdyti būtinąsedimentų išvalymą arba atstatymą (remediation - angliškai). Šiam tikslui taikomas laipsniškas vertinimas:1. Pirmosios pakopos vertinimas. Prioritetinių teršalų lygių palyginimas su nacionaliniais standartais. Tiriamiejichemikalai paprastai – mineralinės alyvos, chlorbenzolai, pesticidai, PCB*, PAA*, ir sunkieji metalai* Cd, Cr, Cu, Ni,Pb, Hg, Zn ir As. Teršalų lygiai yra normalizuojami sedimentų sorbcijos charakteristikų skirtumų kompensavimui*.Dažniausiai pagal gautą klasifikaciją dauguma užterštų sedimentų reikalauja rizikos 2-osios pakopos vertinimo, nesviršija 0-4 balų skalės viršutinę robą).*Tenka pamineti du aspektus. Pirma, iš minimų PCB yra dažniausiai “numanomi” prioritetiniai 7 PCB struktūrosanalogai, skelbiami (ir įvesti analizei prieš Toksiškumo Ekvivalentiškumo Faktorių naudojimo pradžią) ICES(International Council of Exploration of the Seas) kaip labiausiai paplitę žuvyse, PAA (dažniausiai 16 - iš skelbiamųJAV EPA, analizuojamų Standartiniu metodu, naudojant HPLC-FL). Antra, tarp nacionalinių standartų dydžių irnormalizuotų dydžių, skirtų apibūdint teršalams, yra nemaži net skaičiavimo ir metodologiniai skirtumai, nekalbant, kadnacionalinio standarto reikšmė, perskaičiavus ją normalizacijos metodu bus visiškai kita. Nacionaliniai standartai, yradidžiausios leidžiamos koncentracijos teršiančių medžiagų vandenyje ar sedimentuose, t.y. kiekis teršalo mg ar µg litruivandens ar kilogramui drėgnų ar g sausų sedimentų svorio. Tuo tarpu geocheminiams dydžiams normalizuotos (TOC,Fe, Al kiekiui, ar dalelių dydžiui perskaičiuotos, siekiant įvertinti adsorbciją ant sedimentų dalelių) tos pačios teršalų*koncentracijos reiškiamos kitaip ir įgauna kitas reikšmes.2. Antrosios pakopos vertinimas. Remiamasi tvirtinimu: jei prioritetinis teršalas viršija vertę, rodančią potencialią didelęriziką, vieta nedelsiant turi būti išvaloma (atstatoma), jeigu nėra informacijos, kad iš tiesų šiai vietai nėra didelės rizikos.Jeigu antrosios pakopos tyrimai rodo, kad nėra didelės rizikos vietovei, kur prioritetiniai teršalai viršijo SQG vertes,

23teigiama, kad nėra poreikio jos neatidėliotinam atstatymui. Priešingai, jei aktuali rizika buvo patvirtinta, sekantis etapasbūtų - įvairių išvalymo (atstatymo) pasirinkimų apžvalga, kurioje jie turi būti palyginti tikėtinos rizikos sumažinimui.Pilnam rizikos įvertinimui yra taikomi trys pagrindiniai keliai, iš kurių trečias, tai Biologiniais efektais paremtasvertinimas (BEBA):1. Tiriama sedimentų teršalų poveikio žmonėms rizika: yra atliekami modeliniai apskaičiavimai, kurių tikslas yrakiekybiškai įvertinti, kokiu laipsniu žmonės (vaikai/suaugę) gali būti paveikti teršalais, naudojant (užterštą) maistą arbavandenyje (poilsiaujant). Jei poveikis viršija didžiausius leidžiamus rizikos kriterijus, yra daroma išvada apie aktualiątaršalų riziką.2. Tiriama sedimentų teršalų transporto iš jų į kitas vietas, tokias, kaip gruntiniai ir paviršiniai vandenys rizika. Yraatliekami modeliniai apskaičiavimai, kurių tikslas kiekybiškai įvertinti kokiu laipsniu šie procesai gali įvykti. Jei teršalųsrautai (apskaičiuota iš lauko tyrimų) viršys aukštus rizikos kriterijus yra daroma išvada apie aktualią taršalų riziką.3. Tiriama sedimentų teršalų poveikio ekosistemoms rizika: tai Biologiniais efektais paremtas vertinimas (BEBA)in situ. Rizikos ekosistemai tyrimas daromas naudojant TRIAD’os metodologiją (cheminių, ekologinių irekotoksikologinių tyrimų suma). Remiantis jautriausiais parametrais sedimentai yra klasifikuojami į kategorijas: ‘laukostebėjimai’ ir ‘biologiniai tyrimai’, o taip pat ‘-‘ (nėra efekto/rizikos), arba ‘+’ (stiprus efektas/didelė rizika).Šių tyrimų tikslas būtų išsiaiškinti ryšius tarp efektų makrozoobentosui lauko sąlygomis in situ ir biologinių tyrimųatsakų (laboratorijoje atliekamų sedimentų biotestų rezultatų), t.y. tuos, kurie gali būti susiję su sedimentų tarša. Tamtikslui chemikalų koncentracijos, išmatuotos sedimentuose cheminiais metodais paverčiamos toksiniais vienetais (TV)(kurie yra santykis tarp chemikalo normalizuotos (dalelių dydžiui ar Bendrosios organinės anglies, TOC, kiekiui)koncentracijos ir mažiausios NOEC tarp biologinių tyrimų įtrauktų į šią bateriją). Didelė rizika tvirtinama, kada stiprūstoksiniai efektai, matomai susiję su chemikalais esančiais sedimentuose, stebimi lauko tyrimuose ir/arba biotestuose.Prioritetai. Informacija gauta sedimentų kokybės vertinime gali būti panaudota atskirų užterštų vietų rizikospalyginimui. Niderlanduose šiam tikslui yra sukurta daugiakriterijinė analizė, MCA, (Multicriteria analysis -angliškai, taip pat dar vadinama Analitiniu hierarchijos procesu). MCA įgalina atrinkti vietas, remiantis rizikos vertinimuekosistemai. Rezultatai klasifikuojami kaip aprašyta ir kiekvienam kriterijui (parametrui) skiriama standartinėsskaitmeninės vertės (taškai) pagal efektų klases, nuo vieneto, kuris priskirtas didžiausiam efektui ar didžiausiai rizikai ikipvz. 0,5 ar 0,25 kurie priskirti vidutinei rizikai, arba, kai nėra rizikos, atitinkamai. Po to visi kriterijai išdėliojami tamtikra tvarka hierarcijoje. Taškai yra dauginami iš atatinkamo kriterijaus svorio vertės ir galiausiai apskaičiuojamanaudojant kompiuterinę programą, Skirtumai tarp gauto taško ir teorinio vieneto parodo riziką kiekvienos tirtos vietosekosistemos gerbūviui.Lentelė 4.16. Biologinių tyrimų efektų klasifikacija (remiantis TRIAD’os metodologija) taikoma NiderlanduoseSedimentams in situDafnijaParametrai (lygiaverčiai, imti labiausiai jautrų)NOEC-mirtingumas Mirtingumas neskiestameNOEC-Reprodukcijos slopi-porų vandenyje (% praskiedimui porų vandens)reprodukcijai nimas neskiestameporų vandenyje1 kriterijus NOEC < 100 %NOEC > 10 %- NOEC < 100 %NOEC > 10 %Slopinimas > 10 %Slopinimas < 50 %2 kriterijus NOEC ≤ 10 % Mirtingumas ≥ 50 % NOEC ≤ 10 % Slopinimas ≥ 50 %per 48 val.ChironomusParametrai (lygiaverčiai, imti labiausiai jautrų)Kiaušinėlių mirtingumas, iki sedimentų testavimo (kiaušinėliųinkubacija vandeniniuose sedimentųekstraktuose)Lervų mirtingumas VystymosislopinimasPoveikis svoriui(įvertinamas tikneigiamas poveikis)1 kriterijus Mirtingumas > 25% Mirtingumas >10 %Mirtingumas < 50 %Slopinimas > 10 %Slopinimas < 50 %Poveikis > 10 %Poveikis < 25 %2 kriterijus Mirtingumas ≥ 50 % Mirtingumas ≥ 50 % Slopinimas ≥ 50 % Poveikis ≥ 25 %Microtox Parametrai:1/EC20 (5, 15, 30 min: lygiaverčiai, imti labiausiai jautrų1 kriterijus 1/EC20 > 22 kriterijus 1/EC20 ≥ 10a NEK, Nestebimo efekto koncentracija, (NOEC) yra išreiškiama kaip porų vandens skiedimas %, neturintis jokio poveikio; 1 kriterijaus viršijimassukelia 2 klasės toksiškumą (vidutiniai efektai); 2 kriterijaus viršijimas sukelia 3 klasės toksiškumą (stiprūs efektai); kitu atveju, 1 klasė (jokio

24toksiškumo). Sedimentų klasifikacija gali būti atlikta kiekvienam biotestui nepriklausomai (t.y. labiausiai jautrus biotestas suteikia toksiškumo taškus).Efektai, nuo kurių priklauso tosiškumo taškų dydis turi būti statistiškai įvertinti esant p< 0.05.4.2.3.3. Sedimentų toksinių efektų ir taršos vertinimo bendros strategijos EuropojeSedimentų Kokybės Rekomendacijos (skaitmeninės teršalų koncentracijų normos (reikšmės) arba leistinoskoncentracijos), SQG (Sediment Quality Guidelines - angliškai), ES šalyse yra naudojamos, vertinant sedimentų kokybę.Tačiau ES nėra tokios vieningos SQG sistemos, kaip kad JAV, ir SQG yra bent trijų rūšių, vertinant pagal jų ir sudarymokilmę, taikymo pobūdį ir įstatyminį statusą 2003 metais:1) Sutartinės SQG, kurios yra daugiau ar mažiau autoritetingų specialistų/ekspertų sutartinai parinktos, bet tiesiogiainepagrįstos duomenų bazių rizikos informacija (cheminių junginių koncentracijų sedimentuose ir jų toksinių efektųduomenų bazėmis), jos naudojamos tiriamų vietų sedimentų rizikos pirmumo nurodymui (prioritetizacijai) ir gali būtiišvestos, lyginant užterštus sedimentus su teršalų lygmenimis referencinėse (lyginamose/kontrolinėse švariose) vietose.[Tokios egzistuoja Belgijoje, Vokietijoje, Norvegijoje, Anglijoje];2) Empirinės (išvestinės) SQG, kurios yra pagrįstos lauko mėginių laboratorinio biotestavimo (t.y. toksiškumo)duomenimis – t.y. toksiškumo efektais (pasireiškimais) didelėse (lauko tyrimų) duomenų bazėse; jos gali būti išvestos,nebūtinai testuojant tiesiogiai lauko mėginius [Tokios egzistuoja Prancūzijoje, Ispanijoje, ir yra planavimo stadijojeAnglijoje, Norvegijoje];3) Eksperimentinės-modelinės SQG, kurios pagrįstos laboratorinių toksiškumo duomenų deriniu su pusiausvyriniopasiskirstymo modeliu (Di Toro ir kt., 1991), [Tokios egzistuoja Prancūzijoje, Vokietijoje (tik tributilalavui), Italijoje (dartik vystomos), Niderlanduose, Norvegijoje ir Anglijoje (bet abiejose šalyse tik planavimo būklėje)].Pavyzdžiui, kai kuriose šalyse ir ypač Norvegijoje, matomai, duomenų bazių apibendrintais duomenimis pagrįstos SQG netnėra tinkamos – ypač sunkiesiems metalams, nes, priklausomai nuo uolienų grunto, foninis (“švarusis-gamtinis”)sedimentų ir viršnuosėdinio (priedugnio) vandens taršos lygis gali būti tiek kiekybiškai, tiek ir kokybiškai labai įvairus.Čia (lentelėje 4.18) pateikiame vyraujančio ES SedNet, Sedimentų tinklo projekto (2001 – 2003), bei ES EcoMed žurnalųapžvalgų autorių požiūrį į sedimentų tyrimo strategijas ES šalyse iki 2003 metų pabaigos.Gėlųjų vandenų ir jūros sedimentų rekomenduojamos kokybės normų, SQG, pavyzdžiai kai kuriose Europos irAmerikos šalyse pateikti lentelėje 4.17.BEBA - Biologiniais efektais grįsti sedimentų tyrimai apima sedimentų vietoje (in situ) ir iškastųjų (ex situ) sedimentųtaršos rizikos vertinimą (čia “Biologiniai efektai” suprantami kaip įvairių rūšių biotestų baterija analizuojami efektai). Exsitu BEBA yra gerai išvystyta tik Niderlanduose ir Anglijoje, bet tik iškastų prie jūros ar estuarijų, o gėlųjų vandenstelkinių sedimentams dar yra tik ruošimo stadijoje. Abiems šiais taikymo atvejais ex situ BEBA yra vystymosi stadijojePrancūzijoje, Vokietijoje, Norvegijoje, Ispanijoje, o Belgijoje, Italijoje iš vis tai nėra vystoma.In situ BEBA yra gerai paruošti tik Niderlanduose ir tai tik jūros ar estuarijų sedimentams vietoje vertinti. Vokietijoje testųbaterijos sedimentų in situ taršai ir rizikai vertinti nėra taikomos, o Belgijoje, Prancūzijoje, Italijoje, Norvegijoje, Ispanijojeir Anglijoje yra tiek jūriniams, tiek gėlųjų vandenų sedimentams tik ruošimo stadijoje.ES SedNet koordinuojamų sedimentų taršos tyrimų strategija bei apibendrinamos informcijos pobūdis. Paskutiniųjų(2002-2004) metų apžvalgos, skelbtos EcoMed žurnaluose (Journal of Soils & Sediments, Environmental Science &Pollution Research), ir ES SedNet projekto Internetiniuose puslapiuose, apima Europos upių (didelės hidrodinamikosvandens telkinių) taršos klausimus ir beveik visai neliečia estuarijų ir jūros sedimentų taršos specifiškumo problemų. Jeiapžvalgos (den Besten ir kt., 2003, ) ir nagrinėja šias problemas plačiau, tai jų analizė apsiriboja būtinomis šiai dienaiapžvalgomis - schematišku įvertinimu biotestų baterijų, Triad’os principo taikymo ir SQG statuso ES šalyse. Specifinėsjūrų ir estuarijų problemos nagrinėjamos ES IV ir V Framework’ų atskiruose gausiuose projektuose, bei projektuose,remiamuose ir esančiuose ICES (Tarptautinės Jūrų Eksploatacijos Tarybos) interesų rate, bei kai kuriose ekotoksikologiniopobūdžio tarptautinėse konferencijose (Fish Physiology and Water Quality, organizuotų US EPA). Todėl (arba teisingiau)taršos klausimai čia (SedNet projekte, JSS, ESPR žurnaluose, SETAC organizacijoje) apribojami tik pačių sedimentųantropogeninės kilmės (prioritetinių) teršalų kiekio ir jų biologinių efektų vertinimo problemomis bei yra nagrinėjamiteršalų normalizacijos geocheminiams parametrams (dalelių dydžiui, Fe ar Mn kiekiui bei BOA – Bendrąjai organineiangliai) bei normalizuotųjų koncentracijų lyginimo su toksinėmis koncentracijomis aspektai, suabsoliutinant, jog tokiastrategija (metodologija) tinka visiems, įskaitant estuarijų bei jūrų sedimentus. Tačiau mažos hidrodinamikos ir viduriniųplatumų vandens telkiniai ir jų dugno nuosėdose gyvenantys organizmai ar ekosistemos patiria kritinių (aukštesnių)temperatūrų periodais papildomus toksinius efektus, kylančius iš papildomos apkrovos biogeniniais arba maisto medžiagų(N, P) teršalais, - tai ta tarša arba efektai teršalų koncentracijų, kurie nepasireiškia didelės hidrodinamikos telkiniuose.Tačiau, teršalų bioakumuliacijos duomenys, organizmų fiziologinių funkcijų pokyčių faktai šiomis sąlygomis ir netorganizmų molekulinių pažaidų pobūdis liudija, kad strategija, paremta teršalų koncentracijų normalizacija, čia yravisiškai nepriimtina, ir kad kritiniais temperatūros ir papildomų Nt bei Pt teršalų poveikio periodais gali būti stebimas tiekantropogeninių teršalų, tiek ir gamtinių antrinių metabolitų bei mikrobiologinės atakos (agresijos) reiškinių sumavimasis.

Lentelė 4.17. Gėlųjų vandenų ir jūros sedimentų rekomenduojamos kokybės normų, SQG, pavyzdžiai kai kuriose Europos ir Amerikos šalyseNiderlandai Kanada JAVParametrasIn situ gėlųjų vandenų In situ jūros sedimentų In situ gėlųjų vandenųIn situ jūros(cheminis ir ekotoksikologinis Vienetai Iškastų (ex situ) sedimentųsedimentų sedimentųvertinimo kriterijus)jūros sedimentų TEL**or ISQG PEL** TEL** or ISQG PEL** TEL(ERL*) ERM* ERL* ERM*Arsenas (As) mg/kg s. sv. 29 5.90 17.0 7.24 41.6 5.90 8.20 70.00Chromas (Cr 6+ +Cr 3+ ) mg/kg s. sv. 120 37.30 90.00 52.30 160.00 37.30 81.00 370.00Cinkas (Zn) mg/kg s. sv. 365 123.10 315.00 124.00 271.00 123.10 150.00 410.00Gyvsidabris (Hg) mg/kg s. sv. 1.2 0.17 0.486 0.13 0.70 0.174 0.15 0.71Kadmis (Cd) mg/kg s. sv. 4 0.6 3.5 0.70 4.20 0.596 1.20 9.60Nikelis (Ni) mg/kg s. sv. 45 - - 15.90 42.80 18.00 20.90 51.60Sidabras (Ag) mg/kg s. sv. - - - 0.73 1.77 - 1.00 3.70Švinas (Pb) mg/kg s. sv. 110 35.00 91.30 30.20 112.00 35.00 46.70 218.00Varis (Cu) mg/kg s. sv. 60 35.70 197.00 18.70 108.00 35.70 34.00 270.00Tributilalavas (TBT) µg Sn/kg s. sv. 100 - - - - - - -Mineralinė alyva (C10-C40) mg/kg s. sv. 1250 - - - - - - -Heksachlorbenzenas (HCB) µg/kg s. sv 20 - - - - - - -Suma DDT (ir jo analogų) µg/kg s. sv 20 1.19 (be anl) 4.77 1.19 4.77(be anl) 6.98 1.60 46.104,4’-DDE (arba 1,1- & 2,2-) µg/kg s. sv - 1.42 6.75 2.07 3.74 1.42 2.20 27.00Suma 7 PCB µg/kg s. sv 100 - - - - - - -Aroclor 1254 µg/kg s. sv 60 340 63.3 709 -Suma visų PCB (total PCBs) µg/kg s. sv - 34.1 277 21.5 189 50* 400* 22.70 180.00Suma 10 PAA µg/kg s. sv. 8 000 - - - - - -Suma visų PAA (total PAHs) µg/kg s. sv - - - - - 4 022 44 792Mažo molek. svorio PAA µg/kg s. sv - - - - - 552 3 160Didelio mol. sv. PAA µg/kg s. sv - - - - - 1 700 9 600Acenaftenas µg/kg s. sv. - 6.71 88.9 6.71 88.9 - 16 500Acenaftilenas µg/kg s. sv. - 5.87 128 5.87 128 - 44 640Antracenas µg/kg s. sv. - 46.9 245 46.9 245 - 85.3 1 100Fluorenas µg/kg s. sv. - 21.2 144 21.2 144 - 19 5402-Metilnaftalenas µg/kg s. sv. - 20.2 201 20.2 201 - 70 670Naftalenas µg/kg s. sv. - 34.6 391 34.6 391 - 160 2 100Fenantrenas µg/kg s. sv. - 41.9 515 86.7 544 41.9 240 1 500Benz(a)antracenas µg/kg s. sv. - 31.7 385 74.8 693 31.7 261 1 600Benzo(a)pirenas µg/kg s. sv. - 31.9 782 88.8 763 31.9 430 1 600Chrizenas µg/kg s. sv. - 57.1 862 108 846 57.1 384 2 800Dibenzo(a,h)antracenas µg/kg s. sv. - 6.22 135 6.22 135 - 63.4 260Fluorantenas µg/kg s. sv. - 111 2 355 113 1 494 111 600 5 100Pirenas µg/kg s. sv. - 53.0 875 153 1 398 53.0 665 2 600* - ERL - Effect Range Low, ERM - Effect Range Median (Long et al.,1995), JAV = Kanados ERL & ERM; **- TEL- Threshold Effect Level, PEL- Probable Effect Level, ISQG - Interim SQG (all fromCanad. Environ. Qual. Guidlines, http://www.ccme.ca/initiatives/soil.html?category/id=44#82), -Porebski, et al.,1999, -Niderlandų SQG pagal den Besten et al.,2003. - McDonald et al., 2000.25

26Lentelė 4.18. Gėlųjų vandenų ir jūros sedimentų kokybės vertinimo in situ metodologijų įvairovė ir statusas Europoje (iki 2004 metų)BEBA* statusas Sedimentų analizių ypatybės (TRIAD’os principas) Nacionalinių SQG UžterštumoŠalisTyrimųstrategijosin situ (vietoje)ar ex situ (iškastų)Cheminė analizė Biotestavimas Biologinis ir ekologinisvertinimas(sedimentų standartų)buvimasklasifikaciniaikriterijaiBelgijaĮjungta į monitoringoprogramą gėluo-Taip (in situ) 6 Borneff PAA, sun-Trijkieji metalai Cd, Cr, taikoma ekotoksiko-testų baterija Du indeksai naudojami:Biotinis sedimen-malizuojamos stan klasės sedimentųKoncentracijos nor 4 balų sistemoje 1se vandenyse nuo Ne (ex situ) Cu, Ni, Pb, Hg, Zn loginiame testavime: tų indeksas** ir procentasdartinio dalelių dy-kokybė gera , 2-os –2000 metų. Skiriamair As (metaloidas). Raphidocelis subcaminio,burnos defordžioir organinės vidutinė kokybė, 3-po 4 balus che-Ekstrahuojami halopitata,ThamnocemacijųChironomus anglies kiekio sedi-ios bloga, 4-os labaiekotoksikologiniogenorganiniai, EOX, phalus platyurus (porųsp.mentams (ta pačia bloga. Kiekvienasir ekologigenorganiniai,nio užterštumo vertinimuichlorintų pesticidųvisuma (SOCP), 7PCB, nepoliariniaivandens) ir Hyal-ella azteca (kietos fazės)testai.metodika, kaip irNiderlandų)cheminis parametrasvertinamas pagal ekspozicijąir poveikįPrancūzijaVokietija1.Eilinis monitoringas,beveik vien cheminis. 2. Ekosistemųatstatymas.3. Potvynių valdymasElbės upės vertinimasvienas svarbiausių.In situ sedimentai vertinami pagrindepagal cheminiusparametrus. Viso trys klasifikacinėssedimentų kokybės sistemos egzistuojaVokietijoje:LAWA***, ARGEELBE****, ir Geoakumuliacinisindeksas.Pirmos dviapibūdina Elbėsupės sedimentus netpagal ekotoksikologiniusefektus.Nėra (tiek in situ,tiek ir ex situ)angliavandeniliaiPrioritetinių teršalųpilna cheminė analizė.Gauti duomenyslyginami su SQGskaitinėmis reikšmė-Atrinkti 2 biotestaiChironomus riparius(10 dienų), Hyalellaazteca (14 dienų)mis - standartais.Taip, yra (tiek in LAWA sistema pagrįstaNaudojamos keturiųsitu, tiek ir ex7 sunkiųjų me-skirtingų biotestųsitu)talų, 28 organinių baterija: 1) Žaliejijunginių, N t , P t , kitų dumbliai (pirminiaiKeletas tyrimų maistmedžiagių, dru-producentaiskų Scene-grupių siūlo naudotibei 11 suminių desmus subspicatus,Triad’ų prin-parametrcipą duomeni-2) pirminiai konsuekol).(chemo-toks-mismentai– vėžiagyiaiPriešingai ARGE ELBE siste-Daphnia magna, 3)cheminių (SQG)antriniai konsumentainormatyvų metodologijai,– žuvys Brachi-biotestųdanio rerio, 4) destruktoriaiduomenys naudojami,– aerobinėsspren-džiant, ar reikiasekančių pakopųtyrimųma apima 27 pirmossvarbos teršalų beiarseno analizę (nesAs svarbus Elbėsupei).Geocheminis indeksasnagrinėja vientik geocheminiusduomenis, be biologiniųefektų.bakterijos PseudomonasputidaFederalinė Aplinkosapsaugos agentūra darnepripažįsta kriterijųsedimentų organizmųapsaugai, nes tam trūksta bendrai pripažintųtestavimo metodų.Tik 2001 bandyta vertinti jautrias bentosoorganizmų rūšis ir jųaprašomus kintamuosius,bei tuo vertintibiologinį atsakąNėra, neskelbti(naudojami, matomai,JAV EPA visuotinaipriimti)Nėra(migloti, atviri, neįjungiaį vertinimosistemą ekotoksikologiniųduomenų)NOEC matuojama visose4 biotestų bateri-tik cheminiais duodarytaiš 4 klasių irKritikos susilaukia LAWA sistema sujose.Mažiausia išmatuotakoncentracija dimentų kokybės bės klasė atspindimenimis (SQG, Se-3 poklasių, I koky-jautriausiose rūšyse rekomenduojamais gamtinę ar potencialiaigamtinę aplin-dauginama iš kompensuojančiojo(nea-klasifikacija. Tebekąbe ksenobiotikųdydžiais) pagrįstapibrėžtumo) faktoriaus0,1. Klasės II iš Federalinėje Aplinkiųjųmetalų geogesitęsiadiskusijos ir vidutiniško sun-LAWA sistemos sedimentųkokybė priimtūroje dėlkos apsaugos agen-ninio pagrindo. IIparuoštųklasė apjungia tokita kaip atspindinti gerąaplinkos kokybę. klasifikacijos būdų džius, kurie užtikri-sedimentų kokybės us koncentracijų dyRibos tarp II – IV kla-(strategijos)sių išvedamos, naudo-dojant biologinius gą (NOEC).panau-na ekologinę apsaujant neapibrėžtumo (ekologinius) ir Geoakumu liacinisfaktorių 2. ekotoksikologinius indeksas ir ARGE(biotestų) duomenisELBE

27ItalijaIspanijaKelios monitoringoprogramos apjungėTriad’ų principu(chemo-toksi-ekol)tyrimų duomenisGėlųjų vandenųsedimentų kokybėstyrimų strategijosnėra.Jūros sedimentųkokybei vertinti nuo1992-1993 metųnaudotas Triad’ųprincipas (chemotoksi-ekol)tyrimai.Nebuvo (in situ),įvesta gėlo vandenstelkiniams irjūriniams 1999;ex situ nėraIntegruoto BEBAgalimybė aptariamatik 2003 metais;ypač norimataikyti BEBA irSQG jūriniamsvandenims avariniųišsipylimųmonitoringui.Čia aparašytasTriad’os princi-Gėluose vandenyserekomenduojama:pagrindinė cheminėvandens kokybės analizė ir prioritetiniųteršalų (PCB, DDT,Cd) bioakumuliacijosžuvų ir makrozoobentosoraumenyseanalizė.Jūros vandenyje rekomenduojama:granulometrinė,sunkiųjųmetalų, organinėsanglies, PCB ir pesticidųbei TBA analizėir prioritetiniųteršalų – sunkiųjųmetalų ir organiniųjung. (PCB, PAA,pesticidų) bioakumuliacijos analizė organizmuoseMytilus galoprovincialis, Ostreaedulis, Crassostreagigas ar alternatyviuose Donax trunculus, Tapes decussatesir ktGėlieji vandenys:Sedimentų geocheminiaiduomenysyra pagrindas sedimentųkokybės vertinimui.Jūros sedimentųgeocheminiai duomenystaip pat pagrindas,bet analizuojamiir bio-efektai,Gėluose vandenyseBiotestavimas: 1) visųsedimentų, 2) sedimentųekstraktų, 3)porų vandens.Rekomenduojami organizmai:Oncorhynchusmykiss, Daphniamagna, Ceriodaphniadubia, ChironoMus tentans ir C.riparius,Selenastrum capricornutum,liuminescuojančios bakterijosVibrio fischeriRekomenduojami testai:mutageniškumoir teratogeniškumo,dumblių vystymosi irbakterijų liuminescencijos biotestai koncentruotuose vandensmėginiuose.Jūrų ekosistemose papildomaanalizė.atliekamarifų bendrijose,žiedinių augalų, beitestuojami ūminiai irilgalaikiai efektai skirtingose taksonominėse grupėseGėlieji vandenys:komercinis Microtox(liuminescuojančiųbakterijų šviesosgesimo reakcija)naudojama kaip papildomainformacijašalia cheminių gėlųjųvandenų sedimentųtyrimų duomenų. Šiųsedimentų kokybeiGėlųjų vandenų bio-Vandentos pažaidos vertina-normos apima rizi-normos (WQO-Wa-Kokybės Vandens Kokybėsmos, naudojant Išplėskos biotai vertinimąter Quality Objectivtinį Biotinį Indeksąbei pa pildomą se-kokybės(IBE – Extended Bio-dimentticIndex) ir Biologi-vertinimniųrūšių įvairovės indeksą.Nevykdomas gėlųjųvandenų sedimentuoseTik atskirų taikymųpobūdžio Triad’ųprincipas ir kartu IIIpakopoje ekologiniaibendrijų tyrimaivykdyti užterštuosejūros sedimen tuosees) apima rizikos biotaivertinimą bei papildomą sedimentųkokybės vertinimą.Priimta Italijos įstatymųDekretu: ItalianDec. Leg. 152/99siekiant įgyvendintiES Direktyvas 91/271/CEE ir 91/676//CEE. Klasifikacijossisitemos nėra; dalinaiji grindžiamarūšių įvairovės trofiniaisindeksais.Nėra jokių SQG Gėlieji vandenys:rekomenduota gėlų-sedimentjų vandenų sedi-vertinimas grįstaskokybėsmentams. Nors iš tik cheminiais matavimaisdidelės duomenųbazės tie normatyvaiyra išvesti (ly-kokybeiJūros sedimentųvertintiginant Ispanijos estuarijųir JAV SanFrancisko estuarijosduomenis). Šiosnaudota Triad’ųmetodologija: I lygmenyjesunkiųjųmetalų koncentraci-

28NiderlandaiJungtinė Karalystė(Anglija)Tai tik bendra Triad’osidėja bet neduomenų reikšmingumu(weight ofevidence) pagrįstametodologijaSQG yra rutininiųmonitoringo programųdalis. AnksčiauSQG cheminės naudotossedimentų kokybėsklasifikacijai0 – 4 balų skalėje.Dabar į sedimentųkokybės vertinimąįjungta rūšių jautrumochemikalams pasiskirstymas. Toleruojamasedimentųbūkle laikoma ta,kai juose chemikalųkoncentracija< už jųSQG reikšmes ir apginama ≥ 95% rūšiųPagal Anglijos EPApoziciją SQG normatyvainepakankamireguliaciniams įstatymo veiksmams,tik SQG viršijimasleidžia atlikti sedimentųtaršos rizikostyrimus. Nėra pasiūlyta jokia apibrėžpas taikytas tikatskiros avrijos(išsipylimų) monitoringoatveju.naudojant pakopinęTriad’ų metodologiją.skirti biotestai – žinduoliųtestai, jokių gėlųjų vandenų organizmų yra netinkamivetinti sedimentų kokybei.Jūros sedimentų irvandens kokybėsvertinimui naudotosbiotestų baterijos.po kalnakasybos išsipylimųSQG naudotos monitoringuiavariniųišsipylimų (Aznalcollar,1998).Matomai, naudotosJAV EPA teršalųnormos sedimentams– SQG.jos lygintos su jųindividualiomisnormomis -SQG ir,esant santykio reikšmei> 1, testuotatoliau biotestų baterija(II lygmuo)bei lyginta su toksiškumukitų to plotošvarių mėginių.III lygmeny atrinktosstotys tikrintospagal pilną Triad’osprincipąBEBA taikomas Pagal TRIAD-os pri-Incipą situ Chironomus Ekologinis vertinimas Tiek jūros, tiek gė In situ cheminiaiNiderlanduosesp., Daphnia sp., Mic nėra populiarus Ni-tiek in situ, tiek irlųjų vandenų sedi-prieinami tik danųex situ. Pagrindinistiriami tradiciniai se-rotox. Ex situ amphiderlanduose,vyrauja mentams in situ ir kalba, o ekotoksikologiniaitikslas – sedidimentųtaršos para-pod C. volutator, Mi-daugiau šiuolaikiniai ex situ SQG (che-mentų tyrimai jūrojeir uostų akva tiniai teršalai; jie nuse test with Vibrio fitantir molekulinius ir kologiniai kriterimetraiir priorite-crotox SP (solid pha-mikrobiotestai, įskaiminiaiir ekotoksi-duoti4.16 lentelėje. Exsitu cheminiai duotitorijose in situ arbastatomi tiek in situ, scheri) ir indukcijos net genetiškai konstjai)yra patvirtin-4.17 lentelėje ir ekotikslu juos lai-tiek ex situ. Sunkių-ar ekspozicijos diokruotusekspozicijos tos. SQG yra ne su-toksikologiniai yradoti jūroje, ar gėlųjų metalų ir organi-sinnių aktyvumo jun-biomarkerius eukario-tartinės, ne empiri-3: 1) Microtox,junginių bioaku-giniams biotestas vandenų iškastustinių ląsatelių linijose. nės, bet pagrįstos 1/EC 50 =100; 2) C.ex situ sedimentusmuliacijos matavi-DR-CALUX eukari-Ekologinis vertinimas toksiškumo duome-volutator LC 50 , 3)kompostuoti mai atliekami biotesjotinių ląstelių linija daugiau koncentruonimisir pusiausvy-DR-CALUX = 100laukuose. BEBA tų duomenų pagrin-(Sdcijos bioliuminescentasį bentoso bendririniopasiskiestymo ng TEQ/kg s. sedi-gėlų vandenų exgenų operonu jas ir toksiškumą bei (Eq-P teorija). T.y. mentų svorio. Klasisitu sedimentamssujungta. Ah-R (aromatiniųjo pernašą mitybinėse tiriami sedimentų fikavimas: “-“ –jokdar vystomas.angliavande-grandyse (III pakopos organizmai ar kon-ios rizikos, “±”- vi-nilių receptoriaus genaad’osvertinimas pagal Tritaktiniskietos fazės dutinė rizika, “+”-metodologiją. toksiškumas. stipri rizika (efektas)Nėra in situ. Bio-Nutestais 2003 metų nu-Nuo 2003 metų ex Ekologinis vertinimasJokių SQG stan-Nėra specialų uždimentųpagrįstų se-statoma jūrinių sedi-situ (iškastiems) jūri-nėra populiarus Jung-dartų gėlų vande-terštumo klasifika-in situ tarmentų (ex situ) dale-niamssedimentams tinėje Karalystėje, nų sedimentų ter-cinių kriterijų se-dydis, sedimen-ex situ šos rizikos tyrimųliųnaudojamas vyrauja daugiau šiuo-šalams, iš skyrusdimentų taršai(BEBA) panaudo-tjimas chemija pirminis (ūminio tok laikiniai mikrobiotes-dioksinus ir fura-apibūdintimotik išvysty-siškumo) bio testavi-tai, įskaitant ir mole-nus Anglijoje ir Velsestadijoje. Naudojamamas (II pakopoje) – kulinius ekspozicijosEmpirinės, sutartiužterštųArenicola sp. ir Co-biomarkeriusnės ir eksperimenmassedimentų ex siturophium sp., bei IIItinės modelinėsanalizei keletaspakopoje chroniškasSQGišvystymo

29NorvegijaŠalista strategija. Ex situjūriniams sedimentamstaikoma pakopinė fizikinė, cheminėir biotestų analizė (ypač II pakopoje).TIE metodologijaIII pakopoje.2003 pabaigoje turėjobūti užbaigtasNacionalinis sedimentųtaršos rizikosvertinimo strategijosplanas.Tyrimųstrategijosbiotestų. TaiBEBA ex situ sedimentams,iškastiemsiš jūros arestuarijų ir talpinamiemskrante.Leptocheriusbiotestasyra pagrįsti išsklaidytos – foninėstaršos lygiu, žinomuiš didelės serijosduomenų, apdorotųstatistiniaismetodaisBEBAin situ (vietoje)ar ex situ (iškastų)As fiordų ar krantosedimentams Cheminiaiparametraivertinimui: HCB,suma DDT junginių,TBA, 7 PCB, 16PAA ir Cd, Cr, Cu,Ni, Pb, Hg, Zn, irAs fiordų ar krantosedimentamssp.Nėra (tiek in situ, Cheminiai parametraivertinimui: HCB, menduojami organiz-Biotestavimui reko-tiek ir ex situ)Specifiniai dydžiai,naudojami TBA, 7 PCB, 16suma DDT junginių, mai: dumbliai Skele-kiekvienai taršos PAA ir Cd, Cr, Cu,klasei apibūdinti Ni, Pb, Hg, Zn, irtonema costatum, vėžiagyviaiAcartia tonsa, Nitocra spinipes,Tisbe furcata, daugiašerės kirmėlės Nereisdiversicolor, sraigėsHinia (Nassarius)reticulate.Įvertinama minkštųdugno nuosėdų faunosekologiniai efektai.Vertinant skirtumustarp IV ir V klasių,yra nagrinėjamasteršalų biologinis prieinamumas.Cheminė analizė Biotestavimas Biologinis ir ekologinisvertinimasstadijoje.Nėra, tik foniniaiSedimentų kokybėsedimentų taršosklasifikuojama 5 ba-sistemoje: I kla-dydžiai žinomilų(matomai kintantyssė – nežymiai už-V klasė – krašnuo uolinio gruntoteršti,geochemijos) tutinai užteršti. Vertinimuinaudojamitik cheminiai parametrai(žiūrėti“Cheminėanalizė”).2003 pabaigoje turėjobūti užbaigtasNacionalinis sedimentųtaršos rizikosvertinimo strategijosplanas.Nacionalinių SQG(sedimentų standartų)buvimasUžterštumoklasifikaciniaikriterijaiBEBA* statusas Sedimentų analizių ypatybės (TRIAD’os principas)* - BEBA - Biologiniais efektais grįsti sedimentų tyrimai (Biological Effects-Based Assessment)** - Biotinis sedimentų indeksas (De Pauw and Heylen 2001)*** - LAWA – Landerarbeitsgemeinschaft Wasser of the ElbeRiver Water Quality Board**** - ARGE ELBE – Arbeitsgemeinschaft fur die Rein-haltung der ElbeParuošta pagal: Den Besten P. J., E. de Deckere, M.P.Babut, B. Power, T.A.Delvalls, Ch. Zago, A.M.P.Oen, and S Heise. Biological Effects-based Sediment Quality in Ecological Risk Assessment forEuropean Waters. J. Soils & Sediments 2003, vol. 3, No. 3, p. 144 - 162.Todėl, autoritetingų, dešimtmečiais vyraujančių vien chemiškai pagrįstų teršalų normalizacijos metodologijų taikymas konkrečių dugno ekosistemų rizikos vertinimui,gali būti priimtinas, tik, įvertinus dominuojančią vandens telkinio ar jo dalių hidrodinamiką, vyraujančius fiziko-cheminius parametrus paros bėgyje bei tiesiogiai sujais susijusius fiziologinius ir mikrobiologinius procesus kritišku šiai ekosistemai periodu ar ekspedicijos mėginių ėmimo laikotarpiu. Įvertinant Cheminių medžiagųriziką sedimentuose gyvenantiems organizmams ne visada gelbsti (toksiškumo neatskleidžia) standartiniais metodais pagrįstas ūminis ar chroniškassedimentų teršalų testavimas ar juolab sedimentų geocheminė analizė. Žymiai didesnę vertę turi teršalų poveikio ir efektų analizė kritinėmis sąlygomis(dominuojant ekstremaliems fiziko-cheminiams parametrams) bei kompensaciniams fiziologiniams procesams, kas visai netestuojama standartiniaisbiotestais.

304.2.4. Antrinio apsinuodijimo (biologinio išdidinimo) apspręsti efektai, BSAF, TEFAntrinio apsinuodijimo (biologinio išdidinimo) apspręsti efektai. Iki šiol aprašyti efektai - tai tiesioginio toksiškumosukeliami efektai. Tačiau pagrindinį susirūpinimą kelia biologinis toksinių medžiagų sukaupimas (bioakumuliacija) irbiologinis išdidinimas (biomagnifikacija arba sukaupimas mitybos grandinėje), kurie veda į netiesioginį toksiškumą(t.y. antrinį apnuodijimą). Paprasta metodologija yra taikoma, norint apskaičiuoti Nestebimo efekto koncentraciją(NOEC) ar lygmenį (NOAEL) grobuonims, tokiems, kaip žuvis ar kirmėles ėdantys paukščiai ir žinduoliai, tuo atveju,kai nėra tiesioginių lauko sąlygomis nustatytų toksiškumo duomenų šiems laukiniams gyvūnams. Tada subchroniniotoksiškumo duomenys (pavyzdžiui, laboratoriniams žinduoliams arba žuvims, atitinkamai) , išreiškiami mg/kg ks kūnosvorio, yra panaudojami, konvertuojant juos į raciono (dietos) koncentracijas (mg/kg dietos), panaudojantkonvertavimo (įvertinimo) faktorių F, pagrįstą rūšiai būdingu vartojimo greičiu. Šiuo metodu patariama naudotis, kainėra žinoma kitokių toksiškumo duomenų paukščiams ir žinduoliams:NOAEL diet = NOAEL exp /F,kur: NOAEL diet yra paskaičiuota dozė, išreikšta kaip koncentracija dietoje (mg/kg dietos);NOAEL exp yra croniško ar subchroninio toksiškumo dydžiai laboratoriniams gyvūnams, išreikšti mg/kg ks × dienai,ir F yra suvartojimo greitis (kg dietos/ kg ks × dienai). F vertė dažniausiai būna apie 0.10 ir kinta, priklausomai nuotiriamų gyvūnų .Kai antrinio apsinuodijimo išvengiama, ir, kai yra žinomas cheminės medžiagos biokoncentracijos faktorius BCF, taimaksimali, efekto nesukelianti koncentracija ar lygmuo, išvesta iš eksperimento, NOAEL exp dalijama iš BCF išreiškia(pavyzdžiui žuvims) prognozuojamą Nestebimo efekto koncentraciją vandenyje (NOEC pred): NOEC pred = NOAEL exp /BCF.BCF, išreiškiamas L/kg žuvims apskaičiuojamas; BCF žuv = L × K ow , kur L atstovauja žuvų lipidinę frakciją (kuripaprastai sudaro 0.05, o Kow – cheminės medžiagos pasisikirstymo tarp oktanolio ir vandens koeficientą. Antrinioapsinuodijimo egzistavimo paskaičiavimui, NOEC pred = gali būti lyginamas su PNEC (Nuspėjama nesukeliančia efektokoncentracija), gaunama tiesiogiai iš eksperimentinių NOEC duomenų, juos dalinant iš Neapibrėžtumo (uncertainty) arĮvertinimo (assessment) faktorių reikšmių (10 chroniškų ir 100 ar 1000 ūminių eksperimentų rezultatams), (žiūrėtiskyrelį 5.3.4). Deja, daugelis autorių pastebi, kad didelės paklaidos gaunamos, skaičiuojant NOEC pred ypatingailipofiliniams junginiams (Van Leuwen, 1996).Biotos-sedimentų akumuliacijos faktorius, BSAF, (Biota-to-Sediment Accumulation Factor, BSAF, - angliškai)aprašo cheminių organinių teršalų susikaupimą iš dugno nuosėdų į jose gyvenančius (ir jomis mintančius) organizmus,įvertindamas pagrindinius faktorius, reguliuojančius šių teršalų patekimo kiekį bei pasiskirstymą (ir prognozuojamątoksiškumą) tuose organizmuose. BSAF taikomas tokioms hidrofobinėms medžiagoms, kaip polichlorinti bifenilai,PCB, polibrominti bifenilai, PBrB, polichlorintidibenzodioksinai, PCDD, polichlrintidibenzofuranai, PCDF, arbatoksfenas, ar policikliniai aromatiniai angliavandeniliai, PAA (PAH-angliškai), kurios bioakumuliuoja ir susikaupiaorganizmuose per mitybos grandines. Ypatingai BSAF pastarojo dešimtmečio tyrimuose taikomas interpretuojant(ieškant koreliacijų tarp) cheminiais metodais nustatytų (a) organinių teršalų kiekio(koncentracijų) sedimentuose(mg/kg, µg/kg sedimentų sauso svorio) ir (b) bioakumuliuotų teršalų organizmuose (mg/kg, µg/kg organizmų kūnosvorio). Problema, privertusi ieškoti šio santykiškai naujo toksiškumo gyvūnuose interpretacijos faktoriaus, yra ta, kadnemaža dalis cheminės ir toksiškumo analizės šioje sistemoje rezultatų rodo toksiškumo dydžius (kartais gananedidelius, arba priešingai – pakankamai aukštus) neatitinkančius (neturinčius koreliacijos su) sdimentuose esančių irakumuliuotų teršalų kiekiui. Todėl organinių teršalų ir ypač lipofilinių arba tiksliau cheminių planarinių hidrofobiniųorganinių junginių toksiškumo interpretacijai sedmentų ekosistemose pasirinktas kitas kelias. BSAF galima nusakytisekančia formule:BSAF = C lipid / C TOC , kur C lipid yra cheminio junginio koncentracija organizme, normalizuota organizmo lipidųkiekiui, C TOC - cheminio junginio koncentracija sedimentuose, normalizuota sedimentų bendrosios organinės anglies(Total Organic Carbon, TOC – angliškai) kiekiui. Kadangi manoma, kad hidrofobinių medžiagų patekimas iš sedimentų įjuose gyvenantį organizmą daugiausiai vyksta per sedimentų porų vandenį, tai BSAF formulė detalesniame variante taiaprašo:BSAF =C lipidC TOC=K lipid • C wC S / f TOCkur: C lipid yra lipidams normalizuota hidrofobinių organinių junginių koncentracija organizme (µg/g lipidų),

31C TOC yra bendros organinės anglies kiekiui normalizuota hidrofobinių organinių junginių koncentracija sedimentuose(µg/g TOC).Taigi, nepaisant, kad Sedimentų kokybės kriterijai (Sediment Quality Criteria,SQC - angliškai), bei sedimentų kokybėsrekomendacijų (SQG) dydžiai (žiūrėti skyrelį 4.1.3) yra daugelyje šalių pagrįsti cheminių medžiagų koncentracijomisvisuose sedimentuose (mg/kg ar µg/kg sedimentų sauso svorio), kaupiasi akivaizdūs eksperimentiniai faktai, kad tokioskoncentracijos turi mažai ryšio su faktišku organinių hidrofobinių medžiagų patekimu į sedimentuose gyvenančiusorganizmus ir tų medžiagų toksiškumu. Ir net BSAF dydžių paskaičiavimas vis dar neatskleidžia pilnos koreliacijos tarppaskaičiuotų organinių medžiagų koncentracijos organizmuose ir jų toksiškumo. Priežasčių daug, tiek abiotinių tiek irbiotinių. Pirmosioms priklauso juodosios anglies (suodžių) kiekis sedimentų frakcijoje - t.y. stipriomis adsorbcinėmissavybėmis pasižyminčio junginio, stipriai surišančio mažose koncentracijose organinius ir ypač planarinius (vienojeplokštumoje žiedus turinčių molekulių) junginius sedimentuose ir jų porų vandenyje (kai junginių koncentracijos yraintervale nuo pikogramų iki 100 nanogramų/L porų vandens). Antrosioms, biotinėms priklauso dugno nuosėdomismintančių organizmų žarnyno biocheminė sorbcinė ir emulgavimo geba (baltymai, lipidai, glikolipidai, amino rūgštys irt.t.). Papildomų priemonių, skirtų įvertinimui ir įteisinimui šių toksinių hidrofobinių medžiagų efektų ekosistemųsveikatai ir leistiniems kiekiams vandens ekosistemų akumuliuojančiose dalyse - sedimentuose imtasi eilės šaliųgamtosauginėje praktikoje. Pavyzdžiui, Kanados Aplinkos apsugos agentūra laukinės gamtos apsaugojimui įvedė BSAFsfaktorius žalos vertinimui ir nacionalines rekomendacijas cheminių medžiagų vandens organizmų audinių liekanųdydžiams (Tissue residues guidelines, TRGs). Kanados EPA mokslinės reguliacinės programos apima:• Kanados sedimentų kokybės rekomendacijas - Canadian Sediment Quality Guidelines (CSQGs)• Sedimentų bentoso biotos įvertinimą - BEnthic Assessment of SedimenT (BEAST)• Sedimentų toksiškumo indeksą - Sediment-Toxicity (SED-TOX) Index• Kanados Aplinkos apsaugos biologinius testavimo metodus - Environment Canada's Biological Test MethodsSedimentų toksiškumo indeksas (Sediment-Toxicity (SED-TOX) Index – angliškai). Švento Lauryno upės KanadosAplinkos centras ištobulino Sedimentų toksiškumo (SED-TOX) Indeksą, kaip priemonę sedimentų kokybės vertinimui.Septynių biotestų baterija buvo taikoma su keturiomis biotestų rūšimis: Vibrio fischeri, Escherichia coli, Lytechinuspictus, ir Amphiporeia virginiana. Šis Indeksas: 1) integruoja įvairių efektų parametrus iš keletos trofinių lygmenųpasirinktų vandens ekosistemos rūšių, ir 2) apibrėžia skirtumus tarp suirusių (degradavusių) ir sveikų plotų (ekosistemų)(Bombardier and Bermingham 1999; Bombardier and Blaise 2000). SED-TOX Indeksas generuoja (išskaičiuoja) vienądydį (SED-TOX vertinimo balą), kuris atstovauja visus rezultatus, gautus iš skirtingų toksiškumo testų, ir kuris yrapateikiamas bendroje, lengvai interpretuojamoje skalėje. Tai yra toksiniai vienetai, perskaičiuoti sausų sedimentų svoriui(dry weight–based toxic units). Jis įvertina (nagrinėja): 1) daugelį poveikio būdų – poveikį porų vandeniu, organiniaisekstraktais, drėgnais sedimentais ir visais sediementais (suspensija), 2) daugelį toksiškumo duomenų apdorojimo būdų,priklausančių nuo efekto (atsako) lygmens (letalus ūminis, subletalus chroniškas), ir 3) vartoja akivaizdumo svoriofaktorius sedimentų poveikio fazių ir efektų galutinių taškų (organizmo funkcijų) atskyrimui jautrumo pagrindu. SED-TOX balai, paskaičiuoti 49 jūrinių sedimentų pavyzdžiams, apimant ir St. Lawrence įlanką ir palyginti sedimentų teršalųkoncentracijomis. Resultatai rodo, kad fizikocheminis charakterizavimas yra nepakankamas įvertinti užterštų sedimentųpavojų organizmams. Netgi daugiau, panaudojant keletą poveikio fazių ir testavimo rūšių iš skirtingų trofinių lygmenų,padidina galimybę teisingai identifikuoti toksiškus sedimentus. 1999 metų 49 tyrimų vietų rezultatai parodė, kad SED-TOX Indekso metodologija yra vertingas sedimentų toksiškumo vertinimo ir gradavimo įrankis, kuris gali būtinaudojamas išdėstyti tiriamas vandens akvatorijų sedimentų vietas į plačią skalę pagal jų potencialų toksiškumąįvairioms testuojamoms rūšims. Indeksas leidžia palyginti tą pačią vietą laiko bėgyje, t.y. esant dabartinėms sąlygoms, irvertinant atetyje, sąlygoms pasikeitus (Bombardier and Blaise 2000). Jis gali būti lengvai apjungtas su kitais ekosistemospažeidimo matais, norint atskirti užterštas ir švarias vietas (Bombardier and Norman Bermingham , 1999).Toksinio ekvivalentiškumo faktorius (TEF) estrogeninio, kancerogeninio aktyvumo hidrofobinėms medžiagoms.Šiuo metu įvairių PCDD, PCDF struktūrinių analogų bei ati- tinkamų PCB analogų toksiškumą galima įvertintikiekybiškai, palyginus atitinkamos struktūrinės junginių grupės narių santykinę AAH (aromatinių angliavandeniliųhidroksilazės) indukcijos galią žiurkės hepatomos E-4-IIE ląstelių linijose su TCDD indukcine galia tomis pačiomissąlygomis [1]. TEF apskaičiuojamas:EC50 (TCDD)TEF = Santykinė indukcijos galia =EC50 (X medžiaga)Remiantis TEF reikšmėmis ir cheminės medžiagos koncentracija aplinkoje, galima apskaičiuoti toksinę

32kiekvienos cheminės medžiagos apkrovą biotoje, išreikštą Toksiniais TCDD ekvivalenatais, TEKV:TEKV = TEF x koncentracijaLentelė 4.19. Toksinio ekvivalentiškumo faktoriai kai kuriems dioksinams, furanams ir koplanariniams PCB._______________________________________________________________________________________Chlorinti aromatiniai junginiaiTEF (pagal AAH indukciją)_______________________________________________________________________________________Dioksinai2,3,7,8 - TCDD 1,01,2,3,4,7,8 - HxCDD 0,0341,2,3,7,8 - PeCDD 0,0066Furanai2,3,4,7,8 - PeCDF 0,281,2,3,4,7,8 - HxCDF 0,202,3,7,8 - TeCDF 0,182,3,4,6,7,8 - HxCDF 0,11,2,3,6,7,8 - HxCDF 0,048Koplanariniai PCB (PCB Nr.)3,3’,4,4’,5-PeCB 126 0,303,3’,4,4’-TeCB 77 0,00213,3’,4,5,5’-PeCB 127 0,0000073,3’,4,4’,5,5’-HxCB 169 0,00122,3,3’,4,4’-PeCB 105 0,000822,3,3’,4,4’,5-HxCB 156 0,0000342,3,4,4’,5-PeCB 118 0,000006_______________________________________________________________________________________Suomijos įlankos, Baltijos jûros, Arktikos aplinkoje koplanariniai PCB, daugiausia 126 ir 105, sudaro pagrindinę toksinęapkrovą, TEKV, gyvūnuose. Išskyrus ruonius, PCDD ir PCDF gyvūnuose yra žymiai mažiau. Ruoniuose PCDD irPCDF toksinės apkrovos tolygios PCB toksinėms apkrovoms.4.3. Biotestavimo duomenimis pagrįstas cheminių medžiagų pavojaus(toksiškumo) aplinkai vertinimas4.3.1. Dabartinės taršos ir cheminių medžiagų toksiškumo pavojaus klasifikacijos sistemos,besiremiančios biotestų duomenimis: Europos SąjungaEuropos Sąjungos Direktyvose, skirtose Cheminių medžiagų KLASIFIKACIJAI, pakavimui ir žymėjimui [1] yrapristatytos trys pagrindinės toksiškumo kategorijos (lygmenys), pagrįstos ŪMINIO TOKSIŠKUMO testų su žuvimis,vėžiagyviais (Daphnia) ir dumbliais, duomenimis:Lentelė 4.20. Cheminių medžiagų toksiškumo klasifikacija ir rizikos žymėjimas ESToksiškumo parametraiKategorija96 val. LC 50(žuvims)48 hr EC 50(Daphnia)72 val. IC 50(dumbliams)VANDENS ORGANIZMAMSMažiau nei ( ≤ ) 1 mg/litre LABAI TOKSIŠKOS R50, R50/53,> 1 – 10 mg/litre TOKSIŠKOS R51, R51/53,> 10 – 100 mg/litre ŽALINGOS R52, R52/53.Rizikos frazės(pavienės ir apjungtos)

331) log Pow ≥ 3.0 (jei eksperimen tiškai nenustatytabiokoncentracijos faktorius, BKF ≤100) ,2) nėra lengvai skaidomi,3) prastai vandenyje tirpstantys (tirpumas < 1mg/litre)GALI SUKELTI ILGALAI-KIUS NEIGIAMUS EFEK-TUS VANDENYJE (pagrįstaduo-menimis apie patvarumą irbioakumuliaciją)R 53Detali jungtinių rizikos frazių interpretacija ekotoksikologijoje. Medžiagos, kurios bus klasifikuotos, kaippavojingos aplinkai, pažymimos simboliu “N” ir atitinkamais pavojaus indikatoriais.R50/R53 – LABAI TOKSIŠKOS vandens organizmams, ir jiems gali sukelti ilgalaikius (chroniškus) neigiamusefektus. Pavyzdžiui ūminis toksiškumas būtų stebimas sekančiose koncentracijose:96 val. LC 50 , (žuvims) (mirtingumas) ≤ 1 mg/litrear 48 val. EC 50 , (Daphnia) (judrumas) ≤ 1 mg/litrear 72 val. IC 50 (dumbliams) (augimas) ≤ 1 mg/litreir medžiaga nėra lengvai biologiškai skaidoma (biodegraduojama); arba medžaigos log Pow ≥ 3.0pusiausvyrinių koncentracijų arba pasisikirstymo tarp oktanolio ir vandens santykio koeficiento logaritmas arba, kaieksperimentiškai nustatyta BCF ≤ 100)R51/R53 – TOKSIŠKOS vandens organizmams, ir jiems gali sukelti ilgalaikius (chroniškus) neigiamus efektus. Taipavyzdžiui ūminį toksiškumą:96 val. LC 50 , (žuvims) 1 mg/litre < LC 50 ≤ 10 mg/litrear 48 val. EC 50 , (Daphnia)1 mg/litre < EC 50 ≤ 10 mg/litrear 72 val. IC 50 (dumbliams) 1 mg/litre < IC 50 ≤ 10 mg/litreir medžiaga nėra lengvai biologiškai skaidoma (biodegraduojama); arba medžiagos log Pow ≥ 3.0pusiausvyrinių koncentracijų arba pasiskirstymo tarp oktanolio ir vandens santykio koeficiento logaritmas arba, kaieksperimentiškai nustatyta BCF ≤ 100)R52/R53 – ŽALINGOS vandens organizmams, ir jiems gali sukelti ilgalaikius (chroniškus) neigiamus efektus.Pavyzdžiui ūminis toksiškumas būtų stebimas sekančiose koncentracijose:96 val. LC 50 , (žuvims) 10 mg/litre < LC 50 ≤ 100 mg/litrear 48 val. EC 50 , (Daphnia)10 mg/litre < EC 50 ≤ 100 mg/litrear 72 val. IC 50 (dumbliams) 10 mg/litre < IC 50 ≤ 100 mg/litreir medžiaga nėra lengvai skaidoma (biodegraduojama).arba R52 - ŽALINGOS vandens organizmams cheminės medžiagos, kurios, remiantis prieinamais akivaizdžiaistoksiškumo duomenimis, gali sukelti pavojų vandens ekosistemų struktūrai ir funkcionavimuiRIZIKOS FRAZĖS sausumos (ne vandens) aplinkai:R54 Toksiška floraiR55 Toksiška faunaiR56 Toksiška dirvožemio organizmamsR57 Toksiška bitėmsR58 Gali sukelti ilgalaikius toksiškus efektus aplinkojeR59 Pavojingas ozono sluoksniuiSAUGOS FRAZĖSS26 Ši medžiaga ir jos konteineriai (tara) (pašalinus medžiagą iš vartojimo) turi būti laikomi pavojingų medžiagų arspecialių taršalų surinkimo vietose.S57 Naudoti tinkamą talpą, kad išvengti aplinkos užteršimo.S59 Dėl informacijos apie regeneravimą, atstatymą kreiptis į gamintoją (tiekėją)S60 Ši medžiaga ir jos talpa (konteineris) turi būti laikoma, kaip pavojingas taršalas.S61 Vengti išleidimo į aplinką. Kreiptis (remtis) į specialias instrukcijas /saugumo duomenų aprašymus.4.3.2. Prognozuojamos nesukeliančios efekto koncentracijos, PNEK, išvedimasRizikos vertinimas. Rizika yra apibrėžiama kaip poveikio (ekspozicijos) ir efekto funkcija. Ekologinio efektovertinime yra laikomasi pakopinės metodologijos, t.y. bandymai atliekami pakopiniu būdu:1. Pradinė stadija:* Keletos pavienių rūšių ūminio toksiškumo efektai2. Tarpinė stadija:

34* Pradinės stadijos bandymai + chroninių bandymų efektai3. Visaapimančio įvertinimo stadija:* Pradinės ir antros stadijos bandymai + platesni ekosistemų efektai, kaip:** daugiarūšinis testavimas (multispecies tests)** *ekosisteminiai tyrimai (ecosystem studies)Tyrimo gilumui t.y. 1, 2 ar 3 tyrimo stadijų pasirinkimui (ir tuo pačiu lėšų suvartojimui tyrimams) kriterijaisnaudojami 2 faktoriai: 1) LC 50 duomenys ir 2) Rinkos apimtis (tonos/metams)Tačiau jokia statistiškai patikimų daugybės rūšių toksiškumo cheminiams junginiams duomenų bazė neįvertinspapildomų tarprūšinių sąveikų, abiotinių ir biotinių efektų visumą, kad tyrimų duomenys būtų tiek patikimi, jog galima,jais remiantis, būtų ekstrapoliuoti duomenis, gautus:1) iš trumpalaikių eksperimentų į ilgalaikius eksperimentus2) iš vienos rūšies testo duomenų į daugybės rūšių toksiškumo duomenis3) iš efektų individualiuose organizmuose į efektus nagrinėjamos ekosistemos struktūrojeir funkcijojeKeletas Neapibrėžtumo arba Įvertinimo faktorių sistemų yra naudojama ekotoksikologijoje. Vokietijoje, pavyzdžiui,egzistuoja kiek kitokia ekosistemų apsaugos nuo cheminių medžiagų metodologija. NOEL ar NOEC (No ObservedEffect Concentration - angl.) apskaičiuojami / gaunami (tiesioginio eksperimento ir statistinės ekstrapoliacijos iki “0”koncentracijos keliu) iš eksperimento. Eksperimentai atliekami, įvertinant cheminės medžiagos toksiškumąatitnkamiems trofiniams lygiams:Trofinis lygmuo Taksonominė grupė Eksperimento baigties rezultatasPirminiai producentai Dumbliai Ląstelių augimasPirminiai konsumentai Maži vėžiagyviai Mirtingumas / reprodukcijaAntriniai konsumentai Žuvys Mirtingumas / augimas / išsiritimasiš ikreliųBiodestruktoriai Bakterijos Ląstelių augimasŽymiai anksčiau, nei Europoje, OECD įvedė Cheminių medžiagų (prieš jas įvedant pardavimui į rinką) Minimalaustestavimo metodų komplektą (Minimum Premarketing set of Data, MPD, - angliškai). Ekotoksiškumo duomenims gautirekomenduojami buvo tie patys kaip ir ES rekomendacijose, vandens organizmai, atitinkantys tuos pačius, skirtingusmitybinės grandinės lygius: 1) dumbliai, 2) dafnijos, 3) žuvys. Tie patys galutiniai taškai, paprastai įvertinamiekotoksikologiniuose testuose rekomenduoti ir OECD: 1) mirtingumas, 2) augimas, 3) reprodukcija, 4) elgesys.Bendrai gauti NOEC dydžiai iš 4 trofinių lygmenų eksperimentų yra naudojami cheminės medžiagos Vandens kokybėskriterijui (Water Quality Objective - angl., WQO) nustatyti:WQO = Mažiausia NOEC × F,kur: NOEC yra mažiausia reikšmė iš visų testuotų organizmų iš 4 trofinių lygmenų, F - įvertinimo faktorius(Assessment factor - angl.)Siūlomi sekantys įvertinimo faktoriai, F:Skaičius NOEC, nustatyto Įvertinimo faktorius, Fm rūšių4 1/100 (0.01)8 1/50 (0.02)12 1/25 (0.04)> 16 1/10 (0.1)4.3.3. Neapibrėžtumo faktoriai (NF) aplinkos rizikos vertinimeEuropos Sąjungoje, kaip ir anksčiau OECD, panaudojimas Įvertinimo (arba Neapibrėžtumo) faktorių, apskaičiuojantriziką iš duomenų, gautų, analizuojant toksinius cheminių medžiagų efektus aplinkoje yra rekomenduojamas, kaippristatyta sekančioje lentelėje 4.19 (WHO, 1997)Lentelė 4.21. Neapibrėžtumo faktorių panaudojimas Prognozuojamos Neduodančios Efekto Koncentracijos PNEK,apskaičiavimui vandens aplinkoje Europos Sąjungos direktyvose (Directive 2000/60/EC)

35Mažiausias Nestebimo Efekto Koncentracijos, NEK, Įvertinimo arba Neapibrėžtumo faktoriai, NF:(NOEC – angliškai) dydis iš tinkamų tyrimųTik ūminių (trumpalaikių) tyrimų LC/EC50 (žuvys,1000dafnijos ir dumbliai)Vieno ilgalaikio tyrimo NEK (žuvų ar dafnijų) 100Dviejų ilgalaikių tyrimų NEK (žuvų ar dafnijų ar50dumblių)Trijų ilgalaikių tyrimų NEK (žuvų, dafnijų ir dumblių) 10Lauko tyrimų ar mikro/mezokosmoso tyrimųEkspertų sprendimasOECD rekomenduojami Neapibrėžtumo ar Įvertinimo faktoriai netgi dar griežtesni. Kaip kompromisasNestebimo efekto lygiui (No Observed Effect Level, NOEL) ekosistemoje apskaičiuoti siūlomi empiriškai gautifaktoriai, Neapibrėžtumo faktoriai, NF (Uncertainty Factor - angl., UF) [1]:1 - lauko sąlygų testas10 - geros kokybės chroniško eksperimento duomenys100 - riboti chroniško eksperimento duomenys1000 - jokių chroniškų duomenų10 000 - ekspertų sprendimas, kylantis iš papildomų sąlygų ar vertinamų faktorių4.3.4. PKA/PNEK apskaičiavimas iš cheminių medžiagų poveikio (ekspozicijos) ir toksiškumoduomenųAplinkos poveikioduomenys (chem. medž.)EfektųduomenysLikimas irpasiskirstymasEkstrapoliacijaPAKPNEKPAK / PNEKPaveikslas 4.3. Ekotoksiškumas ir Aplinkos poveikisSprendimai apie santykinę riziką, kylančią dėl cheminės (-iu) medžiagos (-u) naudojimo, yra priimami, remiantis šiosantykio reikšme. Jei PAK/PNEK < 1 – NERA PROBLEMOS, TYRIMAI NETESIAMI[Atvirkštinis dydis rizikos dažniui (PNEK/PAK) atstovauja santykines saugos ribas tarp nuspėjamų efektų ir poveikio(ekspozicijos) koncentracijų. Saugumo ribos buvo istoriškai naudojamos palyginamiesiems tikslams, t.y. išrikiuotichemines medžiagas į eilę pagal jų naudojimo saugumą. Jos buvo pakeistos rizikos dažniu (PAK/PNEK) tarptautiniuosedokumentuose] 2 .

36Turimų duomenų sekaPNEK nustatymasPAK/PNEK< 1TaipPabaigaNeEkosistemosduomenysPatikrintaduomenų bazėChroniško toksiškumoduomenysPatikrintaduomenų bazėŪminio toksiškumo duomenysPatikrintaduomenų bazėPAK/PNEK No> 1Rizikos YesvertinimasPaveikslas 4.4. Efektų įvertinimo procesas: PNEK (PNEC) nustatymas ir atranka(WHO, 1997).Toksiškumo ir biodegradacijos duomenų panaudojimas cheminių medžiagų poveikio aplinkai rizikos vertinimuipavaizduotas paveiksle 5.3.RD - Rizikos dažnis arba Rizikos vertinimas, (Risk Assessment,RA – angliškai), traktuojami, kaip santykisPAK/PNEK. (RA = PEC/PNEC -angliškai)PATEKIMAS Į VANDENS TELKINĮIŠGARAVIMAS SEDIMENTACIJAFOTOLIZĖIŠSIPLOVIMAS IŠ SEDIMENTŲHIDROLIZĖTRANSFORMACIJABIOAKUMULIACIJABIODEGRADACIJARizikos Dažnis =PAK Prognozuojamos aplinkoje koncentracijos (PEC-angl.)PNEK Prognozuojamos Nesukeliancios Efekto Koncentracijos(PNEC)Rūšių įvairovės IndeksaiNOECNOAELLOECLOAELEC10LC10EC20LC20EC50 LC50TOKSIŠKUMAS/LETALIŠKUMASPaveikslas 4.5. Toksiškumo ir biodegradacijos duomenų panaudojimas cheminių medžiagų poveikio aplinkai rizikosvertinimui.LiteratūraBlaise C. 1991. Microbiotests in aquatic ecotoxicology: characteristics, utility and prospects. Environ Toxicol WaterQual 6:145–155.

Blaise C. Canadian application of microbiotests to assess the toxic potential of complex liquid and solid media. P. 3 – 12.In: New Microbiotests for Routine Toxicity Screening and Biomonito-ring. Persone G., Janssen C., De CoenW.(Eds.), Kluwer Academic/ Plenum Publ., 2000, 550 pages.Bombardier, M., and C. Blaise. 2000. Comparative study of the Sediment-Toxicity Index, benthic community metricsand contaminant concentrations. Water Qual. Res. J. Can. 35: 753-80.Bombardier M, Bermingham N. 1999. The SED-TOX Index: toxicity-directed management tool to assess and ranksediments based on their hazard concept and application. Environ Toxicol Chem 18:685– 688Canna-Michaelidou S., Nicolaou A.S., Neopfytou E., and Christodoulidou M. The use of a battery of microbiotests as atook for integrated pollution control: evaluation and perspectives in Cyprus, p. 39 – 48. In: New Microbiotests forRoutine Toxicity Screening and Biomonitoring. Persone G., Janssen C., De Coen W.(Eds.), Kluwer Academic/Plenum Publ., 2000, 550 pages.Costan G., Bermingham N., Blaise C. and Ferard J.F. Potential Ecotoxic Effects Probe (PEEP): A Novel index to assessand compare the toxic potential of industrial effluents. Environmental Toxicology and Water Quality, 1993, Vol. 8,No. 2, p.115 – 140.Chapman PM. 1986. Sediment quality criteria from the sediment quality triad: an example. Environ Toxicol Chem.5:957–964.Chapman PM. 1990. The sediment quality triad approach to determining pollution-induced degradation. The Sci TotalEnviron 97/98:815– 825.Danielson, T.J. 1998. Wetland Bioassessment Fact Sheets. EPA 843-F-001. U.S. Environmental Protection Agency.Office of Wetlands, Oceans, and Watersheds, Wetlands Division, Washington, D.C. 22 pp.Directive 2000/60/EC of the European Parliament and the Council of 23 October 2000 establishing a framework forCommunity section in the field of water policy. Annexes I – V. Official J. European Commun., L327/1 – L327/72.Dorn P.B. (1997) An industrial perspective on whole effluent toxicity testing, p. 16-37. In: Grothe D.R., Dickson K.L.Reed-Judkins D.K. Whole Effluent Toxicity Testing: An evaluation of methods and prediction of receiving systemimpacts. A spcial publication of SETAC.. SETAC Press, Pensacola, FloridaEuropean Economic Community. Technical guidance document in support of the risk assessment directive (93/67/EEC)for new substances notified in accordance with the requirements of council directive 67/548/EEC.1993. Brussels,BelgiumGrothe D.R., Dickson K.L., Reed-Judkins D.K. (Eds.). Whole Effluent Toxicity Testing: An Evaluation of Methods andPrediction of Receiving System Impacts. SETAC PRESS, Pensacola, Florida, 1996, 346 pagesHorning W.B. and Weber C.I. Short-term methods for estimating the chronic toxicity of effluents and receiving waters tofreshwater organisms. EPA-6000/4-85-014, Office of Research and Development, Environmental Monitoring andSupport Laboratory, Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH, 1985, 152 p.http://www.wes.army.mil/el/emrrp/emris/emrishelp6/index_of_biological_integrity_tools.htmhttp://www.salmonweb.org . Index of Biological IntegrityKarr, J.R. and E.W. Chu. 1997. Biological Monitoring and Assessment: Using Multimetric Indexes Effectively. EPA235-R97-001. University of Washington, Seattle, WA.Karr, J.R. 1981. Assessment of biotic integrity using fish communities. Fisheries 6(6): 21-27.Karr, J.R. and E.W. Chu. 1998. Restoring Life in Running Waters: Better Biological Monitoring. Island Press, Covelo,CA. 200 pp.Kitano M. 1992. Updating of OECD Guidelines for the Testing of Chemicals. Water Sc. Tech., vol. 25, No. 11, pp. 465 -472.Krebs F. Hazard Evaluation, Ecotoxicological Classification and Management Categories of dredged material inGermany. Thesis and poster presentation in the 11-th International Symposium on Toxicity Assessment, ISTA,Vilnius, Institute of Botany, 2003, page.Krebs F. 1988. The pT-value as a classification index in aquatic toxicology. GIT Fachzeitschrift fuØr das Laboratorium32:293–296.LAND - 5 - 95 / M - 01. Biologinio paviršinių vandenų užterštumo nustatymo metodai. Lietuvos Respublikos aplinkosapsaugos normatyvinis dokumentas. Lietuvos Respublikos Aplinkos apsaugos ministerija. Vilnius 1995, 36 psl.Manly R. Biological Indicators. Chapter 12 in: Environmental Analytical Chemistry. Fifield F.W. and Haines P.J.(Eds.)Blackie Academic & Professional. An Imprint of Chapman and Hall, London, 1995, 424pages..Manual for the application of the European Fish Index – EFI. A fish-based method to assess the ecological status ofEuropean rivers in support of the Water Framework Directive. http://fame.boku.ac.atMebane C.A., Maret T.R., Hughes R.M. (2003). An Index of Biological Integrity (IBI) for Pacific Northwest Rivers.Transactions of the American Fisheries Society 132:239–261.37

Persoone G., Marsalek B., Blinova I., Torokne A., Zarina D., Manusadzianas L., Nalecz-Jawecki G., Tofan L.,Stepanova N., Tothova L., Kolar B. A practical and user-friendy toxicity classification system with microbiotestsfor natural waters and wastewaters. Environmental Toxicology, 2003, vol. 18, No. 6, p. 395-402.Physical, Biological and Microbiological Methods, in: ISO Compendia on the Environment, vol. 3 , 1994, ISO CentralSecretariate, Geneve, pp. 99-162Richardson M. (1997). Environmental Toxicology and Ecotoxicology. Part B, p. 82-258, In:International Programme onChemical Safety. Training Module No. 1. Chemical Safety. Fundamentals of Applied Toxicolgy. The Nature ofChemical Hazards. IOMC, WHO, UNEP, 258 pages.Roghair C.J., Struijs J. and DeZwart D. Measurement of toxic potency of fresh water in Netherlands, RIMV Report No607504 004, National Institute of Public Health and Environment Bilthoven, The Netherlands, 1997, pp. 27-45.Ruffer P.J. (1997) Whole effluent toxicity testing:the municipal perspective, p. 38 – 49. In: Grothe D.R., Dickson K.L.Reed-Judkins D.K. Whole Effluent tTxicity Testing: An evaluation of methods and prediction of receiving systemimpacts. A spcial publication of SETAC.. SETAC Press, Pensacola, FloridaSprague J.B., and Ramsay B.A. 1965. Lethal evels of mixed copper-zinc solutions for juvenile salmon. J. Fish. Res.Board Can., vol. 22, p. 425-432.Swedish EPA. Biological-Chemical Characterization of Industrial Waste Water. Swedish Environmental ProtectionAgency Information Department. Norstedts Tryckeri 1990, Sweden, 102 p..WHO (World Health Organization). IPCS (International Programme on Chemical Safety). IOMC (Inter-OrganizationProgramme for the Sound Management of Chemicals). Chemical Safety. Fundamentals of Applied Toxicology.Training Module No. 1. The Nature of Chemical Hazards. The Second (Revised) Edition. 1997, p. 149-153 (258pages).Virbickas T., Kesminas V. 2005. Fish types and performance of a type specific assessment method for the ecologicalstatus of rivers in Baltic Province. Blackwell Sciences (in press).Поруцкий Г. В. Биохимическая очистка сточных вод органических производств. Москва, Изд.” Химия”,1975, 253стр.38