Embed Size (px)
Citation preview
METODE DE MONITORIZARE A MEDIULUI ACVATIC
Grigoriu Pandestina
1
INTODUCEREAPA
Anticii considerau apa ca origine a tuturor lucrurilor, fruct al dragostei dintre pământ şi cer.
Concepţiile au evoluat, dar nimeni nu poate contesta rolul deosebit al substanţei pe care
Leonardo da Vincio numea “seva vieţii pe pământ”.Englezii o
numescwater,germaniiWasser , ,franceziieau, spanioliii portugheziiagua, ruşiivoda,italieniiacqua,
arabiimayah, chinezii shui, danezii vand , finlandeziivetta, greciihydor ,
hawaieniiwai,evreiimayim, indienii pani, olandezii water , indonezieniiair , japoneziimizuk ,
norvegieniivann, polonezii woda, suedezii vatten, maghiariiviz , celţii suire.........
Importanţa apei se evidenţiază în multe domenii: stă la baza existenţei biosferei; e mediu de
viaţă pentru plantele şi organismele acvatice; are energie cinetică şi potenţială utilizabilă pentru
om şi necesară naturii; e principalul agent de modelare a reliefului; e agent de răcire în tehnică
dar şi în natură; e materie primă în economie; e cale de transport (cel mai ecologic şi eficient
energetic!) pentru ambarcaţiuni dar şi pentru substanţe dizolvate; e mijloc de igienă pentru spălat
şi pentru diluat şi îndepărtat poluanţi; e agent terapeutic (băi, cure de ape minerale...), e
elementul central al climei prin capacitatea de înmagazinare şi transport a căldurii solare... Nu în
ultimul rând, apa e cel mai important şi de neînlocuit aliment pentru om.Toate aceste roluri şi
destule altele le îndeplineşte apa. E timpul săaflăm mai multe despre ea.
Conform unei statistici O.N.U., creşterea consumului de apă în lume se produce în progresie
geometrică, astfel încât în unele zone se face simţită lipsa ei. Totodată, studiul menţionat
demonstrează că, prin consumul mare de apă nu scad resursele naturale care sunt recuperabile,
dar se limitează utilizarea acestora datorită poluării.
Iniţial, în multe ţări evaluarea calităţii apei în scopul administrării ei a avut la bază, în principal
sau exclusiv, date fizico-chimice. Metodele de evaluare biologică au devenit în totalitate
acceptate în anii ’70 ai secolului trecut, ca urmare a schimbării punctului de vedere privind
problemele calităţii apei de la încărcătura anorganică şi organică, la impactul asupra vieţii
acvatice, cum ar fi problema eutroficării şi a efectele toxice ale substanţelor poluante. Un fapt
recent în evaluarea biologică este abordarea ecologică sau integrată în care se consideră calitatea
ecosistemului acvatic ca tot-unitar, incluzând nu doar zona de apă sau cursul de apă însuşi, ci şi
sistemul acvatic corelat (fundul apei sau sedimentul), zonele riverane şi terestre precum şi fauna
şi flora existente.
2
CUPRINS:
Introducere-APA........................................................................................................................2
Poluarea apei .............................................................................................................................4
Biomonitorizare.........................................................................................................................7
Indicele biotic ............................................................................................................................9
Macronevertebrate.........................................................................................................10
Monitorizarea macronevertebratelor acvatice ca indicatori ai calităţii apei......... 10
Calculu indecelui biotic.............................................................................................................16
Studiu de caz Râul Mureş...........................................................................................................19
Concluzii.......................................................................................................................................23
Bibliografie..................................................................................................................................25
3
II. POLUAREA APELOR
Adaptarea diferitelor organisme animale şi vegetale la condiţiile ecologice permite utilizarea lor
ca indicatori ai calităţii apei din sursele naturale.
Analiza biologică constituie o metodă de determinare indirectă a intensităţii impurificării apelor,
deoarece nu se efectuează direct asupra apei, ci asupra organismelor care o populează. Spre
deosebire de analiza chimică şi bacteriologică, cu o valoare numai momentană, cea biologică are
valabilitate şi în timp (retrospectiv şi perspectiv).
După definiţia dată de O.N.U., poluarea apei reprezintă modificarea în mod direct sau
indirect a compoziţiei normale a acesteia, ca urmare a activităţii umane.
Considerată un fenomen general, poluarea se poate diferenţia în mai multe tipuri:
Poluarea biologică – bacteriologică, virusologică, parazitologică, reprezintă tipul de poluare
cel mai vechi – legată în mod direct de prezenţa omului.
Poluarea fizică se referă în special la poluarea cu substanţe radioactive. Există şi o poluare
termică şi o poluare determinată de elemente insolubile plutitoare sau sedimentabile, considerată
ca fiind cel mai recent tip de poluare, caracteristică zonelor intens dezvoltate.
Poluarea chimică este reprezentată de pătrunderea în apă a unor substanţe chimice diverse,
de la cele organice uşor degradabile, până la cele toxice cu persistenţă ridicată.
Sursele de poluare a apelor se clasifică după mai multe criterii, datorită diversităţii lor, astfel:
după provenienţă: activităţi menajere, industriale, agricultură, transporturi;
după aria de răspândire a poluanţilor: surse locale (conducte de canalizare, rampe de descărcare)
sau difuze (când poluanţii se răspândesc pe o arie mai mare);
după poziţia lor: fixe sau mobile (autovehicule, locuinţe, instalaţii care se deplasează).
Apele uzate rezultate datorită agenţilor poluanţi amintiţi pot fi: ape menajere, ape industriale
(industria minieră, industria metalurgică, industria chimică şi petrochimică, industria alimentară
etc.), ape agrozootehnice, ape meteorice poluate.
Cei mai agresivi agenţi poluanţi sunt: detergenţii, îngrăşămintele, metalele grele, fenolii,
pesticidele, reziduurile petroliere.
4
Poluarea chimică favorizează dezvoltarea unor microorganisme (când în apă sunt prezenţi
compuşi organici asimilabili) sau distrugerea organismelor cu toleranţă mică. Unii detergenţi
anionactivi determină o creştere a numărului total de germeni, creştere favorizată de conţinutul
de carbon (mai mult sau mai puţin asimilabil) şi a fosfaţilor ca produşi de condiţionare.
Poluarea biologică a apelor dulci se datorează diverselor microorganisme (care există în mod
natural sau sunt introduse în apă), precum şi printr-o serie de materii organice de fermentaţie.
Activitatea poluantului depinde esenţial de sursă şi dacă sursa este continuă şi/sau intensă,
efectele poluantului vor fi semnificative, iar dacă sursa este, dimpotrivă, discontinuă şi/sau de
intensitate mică, efectele vor fi, corespunzător, nesemnificative.
Starea poluării unui râu poate fi determinată rapid recurgând la studiul biocenozelor care
poluează acel râu. În ecosistemul acvatic deversarea apelor industriale poate provoca o
perturbare totală, cu apariţia a trei zone: zona de jet, zona de tranziţie şi zona de dispersie. În
apropierea locului de deversare dispar toate speciile de peşti, cele mai multe nevertebrate din
zooplancton, iar fitoplanctonul se reduce la bacterii şi cianotice.
La dinamica poluării şi autoepurării apelor contribuie o serie de fenomene ca: difuzia,
dispersia şi diluţia.
Adaptarea şi interpretarea ecuaţiilor de bază ale acestor fenomene se datorează lui Phelps.
Difuzia este un proces foarte lent, ce se desfăşoară conform legilor lui Fick.
O masă de lichid descărcată brusc într-un curs de apă se mişcă în aval ca o masă concentrată.
Amestecată cu apa receptorului atinge volume mai mari, concentraţiile substanţelor scad.
Dispersia poluanţilor duce la micşorarea poluării. Pentru că receptorii au, în general, lăţimi mici,
dispersia se face în principal în direcţie longitudinală, de aceea se numeşte dispersie
longitudinală sau amestec longitudinal.
O dată cu evacuarea apei uzate se produce şi o diluare a ei, la început parţială şi apoi
completă.
Poluarea apei suferă o reducere substanţială faţă de valoarea sa iniţială datorită capacităţii sale de
autopurificare. Apele uzate epurate sau neepurate, după evacuare sunt supuse unor procese de
transformare fizică, chimică şi biologică, procese care conduc – în final – la autoepurarea apei
din receptor.
5
Autoepurarea apei este influenţată de natura şi concentraţia poluanţilor, de temperatură şi
de radiaţiile ultraviolete, care au efect bactericid sau bacteriostatic. Argilele din albia râurilor
constituie adevărate bariere naturale contra migraţiei poluanţilor.
Se poate vorbi de autoepurare fizico-chimică (neutralizare, sedimentare, absorbţie) şi de
autoepurare biologică – oxidarea biochimică a materiilor organice.
Plantele acvatice absorb dioxid de carbon şi săruri din apă, dagajând oxigen. Animalele
acvatice reţin unii poluanţi, contribuind la autoepurarea apei, dar devin nocivi pentru alte
animale şi pentru om. Aceste fenomene se petrec mult mai intens în apele de suprafaţă decât în
cele subterane.
Deşi metodele fizico-chimice de monitorizare a calităţii apelor sunt probabil cele mai vechi,
monitorizarea componentelor biologice are o tradiţie de un secol sau chiar mai mult, iar prima
atestare documentară se referă la faptul că apele poluate sunt populate de comunităţi de
organisme care sunt diferite de cele din apele curate(Kolenati, 1848).
Evaluarea caliţătii apei din punct de vedere fizico-chimic a fost în atenţia factorilor decidenţi iar
legiferarea standardelor de calitate pentru componentele fizico-chimice a fost realizată într-o fază
mai timpurie decât pentru componentele biologice (Task Force on Monitoring and Assessment,
vol.3, 1995).Evaluarea calităţii apei pe baza componentelor fizico-chimice nu furnizează
informaţii directe privind efectele pe care poluarea sau deteriorarea le are asupra biotei sau
asupra stării de sănătate a ecosistemului respectiv, iar undele de poluare pot trece neobservate
între două recoltări de probe. Pentru a obţine o imagine cât mai completă în ceea ce priveşte
starea de calitate a apei, evaluarea trebuie extinsă şi pentru componentele biologice care pot
“memora”pe termen lung, la nivelul structurii şi modului lor de funcţionare, efectele directe şi
indirecte ale diferiţilor factori de comandă.
Aceasta este în acord cu cerinţele implementării Directivelor Uniunii Europene în domeniul apei,
în special a Directivei Cadru Apă (Water Framework Directive WFD)
-
6
III. BIOMONITORIZARE
Monitorizarea calităţii apei prin observarea schimbărilor din faună şi floră se numeşte
biomonitorizare. Există două categorii majore în monitorizarea biologică a mediului acvatic:
bio-testele, care includ sisteme de avertizare/alarmă, teste eco-toxicologice, de bioacumulare, de
biodegradare şi de eutroficare şi bio-evaluările, care acoperă domeniul metodologiilor înrudite
cu analiza comunităţilor biologice.
Toate metodele biologice de evaluare a calităţii apelor curgătoare şi stătătoare se bazează pe
faptul că toate speciile existente, populaţii şi comunităţi de plante şi animale acvatice, nu
reacţionează în acelaşi fel la un anumit tip de poluare. Gradul diferit de reacţie este reflectat în
schimbări cantitative sau calitative care pot fi măsurate şi pot transformate în formule
matematice şi valori scalare.
În practică, evaluarea biologică implică: prelevarea de probe, procesarea eşantioanelor prelevate
(sortare, identificare şi numărare), procesarea datelor obţinute şi interpretarea acestora.
Tehnicile implicate în fiecare stadiu vor depinde de tipul de comunitate riverană şi grup
taxonomic selectate ca indicatori.
Cele mai multe dintre lucrările şi recenziile lucrărilor despre evaluarea biologică
publicate încă de la începutul celei de-a doua jumătăţi a secolului trecut se concentreză pe date
procesate pentru a obţine indici.
În metodele de evaluare folosite în Europa se disting 3 abordări de bază pentru a aprecia reacţia
la poluare a comunităţilor de macronevertebrate: abordarea saprobică, abordarea din punct de
vedere al diversităţii, abordarea biotică.
Mă voi referi în continuare la abordarea biotică deoarece aceasta încorporează
caracteristicile esenţiale ale abordărilor saprobice şi de diversitate, specii indicatoare şi
sensibilitatea ecologică a nivelelor taxonomice, care în prezent prezintă datele complexe
determinate dub formă de indici sau scoruri.
În monitorizarea componentelor biologice sunt utilizate ca instrumente de lucru organismele
7
indicatoare, organismele bioacumulatoare, precum şi o serie de indici ecologici. Dintre
componentele biologice de calitate mai multi autori au sustinut că este mai avantajoasă utilizarea
macronevertebratelor bentonice deoarece taxonomia şi ecologia acestui grup au fost mult mai
studiate decât pentru alte grupe de organisme (de ex. algele) (Jackson şi Sweeney, 1995).Acestea
sunt foarte importante pentru evaluarea calităţii sistemelor acvatice lotice, fiind din ce în ce mai
folosite ca “organisme indicatoare”deoarece au o abundenţă şi o diversitate mare, sunt sensibile
dar în acelaşi timp au o toleranţă mare la diferite tipuri de poluare.
Macronevertebratele îndeplinesc o mare varietate de funcţii în sistemele lotice care includ
preluarea, transformarea şi transferul energiei şi materiei organice (activităţi de
hrănire,furnizarea de hrană pentru alte organisme acvatice dar şi pentru unii consumatori
tereştrii),excreţie, descompunerea detritusului, eliberarea de substanţe nutritive şi realizarea
transferului de nutrienţi în zonele riverane, circulaţia informaţiei şi autoreglarea sistemelor
integratoare.
Macronevertebratele sunt vizibile pentru ochiul uman şi relativ uşor de colectat cu ajutorul
unei plase sau site cu ochiuri de 250-1000μm, sunt omniprezente şi abundente pe parcursul
întregului curs de apă (Illieş, 1961)şi joacă un rol esenţial în funcţionarea lanţurilor şi reţelelor
trofice (Vannote şi colab. 1980; Cummins, 1992; Giller şi Malmqvist, 1998). Având cicluri de
viaţă relativ lungi şi fiind limitate pentru cea mai mare parte a vieţii lor în orizontul bental, oferă
informaţii despre calitatea apei pe o perioadă mai lungă de timp, astfel încât prelevările nu
trebuie să se realizeze în mod frecvent (De Pauw şi Hawkes, 1993). Ele constituie, de asemenea,
un grup taxonomic foarte eterogen, care prezintă un spectru larg de răspunsuri la fiecare formă
de stres, inclusiv la poluarea fizico-chimică şi modificări morfologice ale habitatului acvatic
(Rosenberg şi Resh, 1993).
Pe baza comunităţilor de macronevertebrate a fost dezvoltat un număr mare de indici
ecologici care pot fi clasificaţi în următoarele categorii: indici de diversitate, indici biotici(de
toleranţă/sensibilitate, funcionali), indici de similaritate şi indici multimetrici.
Indicii de diversitate utilizează una sau mai multe dintre cele trei componente ale structurii
comunităţii: bogăţia (numărul de specii), distribuţia (ponderea de reprezentare a acestora) şi
abundenţa (densitatea) (Washington, 1984). Hurlbert (1971) subliniază că, deşi bogăţia de specii
şi diversitatea sunt adesea corelate pozitiv, o creştere a diversităţii comunităţilor
8
(bogăţiei specifice) poate fi însoţită de o scădere a densităţilor populaţiilor speciilor componente
şi invers.
Indicii de diversitate se bazează pe principiul că perturbarea sistemului lotic duce la o
reducere a diversităţii (Hellawell, 1986; De Pauw şi colab., 2006). Exemple tipice care au fost
aplicate frecvent cu ajutorul comunităţilor de macronevertebrate sunt indicele Shannon-Wiener
(Shannon şi Weaver, 1949), indicele Simpson (Simpson, 1949), indicele Brillouin (Brillouin,
1951), indicele Margalef (Margalef, 1958)şi indicele de echitabilitate (Hill, 1973), indicele de
Comparaţie Secvenţială -Sequential Comparison Index (SCI;. Cairns şi colab., 1968)
Indicele biotic
Indicii biotici au fost dezvoltaţi ca mijloc pentru evaluarea afectelor factorilor perturbatori
asupra biotei, mulţi dintre ei fiin caracteristici pentru o anumită zonă sau pentru un anumit factor
perturbator.Indicii biotici folosiţi în Europa îşi au originea în Indexul Biotic Trent (TBI). TBI a
servit ca fundament pentru Indicele Francez Biotic (IB) din care, apoi, a fost dezvoltat Indicele
Biotic Belgian (BBI).
Calculul indicilor biotici necesită numărarea tuturor indivizilor sau taxonilor şi grupurilor
specifice (de ex. numărul de efemeroptere, plecopteretricoptere), listarea răspunsurilor diferiţilor
taxoni ladiferiţi factori perturbatori, clasificarea taxonilor în functie de modul de hrănire.
Indicele biotic calculat pe baza analizelor biologice, este instrumentul de apreciere a calităţii
apelor curgătoare. Această metodă simplă ne permite să ne formăm o imagine asupra stării
ecologice a apelor curgătoare. Aprecierea calităţii apelor poate fi considerată drept o completare
utilă a analizelor chimice, atât din punct de vedere ştiinţific cât şi educativ. Metoda belgiană
(INDICELE BIOTIC BELGIAN – IBB) a fost testat de numeroase laboratoare. IBB-ul cu mici
modificări poate fi utilizat în toată Europa. Varianta simplificată a metodei utilizabilă atât la
clasele gimnaziale cât şi în educaţia liceală, poartă denumirea de BISEL (Biotic Index at
Secondary Education Level). Metoda este simplă şi nu necesită investiţii mari şi nici cunoştinţe
de specialitate deosebite.
Scorurile biotice se bazează pe aceleaşi reacţii ale macronevertebratelor la poluare ca şi
indicii biotici, însă metoda prin care datele sunt procesate pentru exprimarea cantitativă este
9
diferită: se alocă un scor fiecărui grup taxonomic – specie sau clasă – prezentă, conform gradului
de sensibilitate la poluare şi conform abundenţei. În prezent sunt în uz mai mult de zece indici
diferiţi, toţi rezultaţi din abordarea saprobică sau a indicelui/scorului biotic.
În 7 ţări (Belgia, Danemarca, Franţa, Germania, Irlanda, Luxemburg şi Marea Britanie)
indicele biotic sau metodele scorurilor biotice au fost acceptate sau vor fi curând acceptate ca
standard naţional. Scorul biotic – BMWP (Biological Monitoring Working Party Score) a
devenit sistemul naţional al Marii Britanii.
Pentru România, un grup de cercetători de la Universitatea „Al. I. Cuza” din Iaşi au propus
elaborarea unui indice biotic ecologic şi integrat RIBI – Romanian Integrate Biotic Index, care
– pe lângă comunităţile de macronevertebrate, să includă ca bio-indicatori şi speciile de peşti.
Dintre cele 100 de metode de monitorizare a calităţii apei unui râu, mai bine de o treime se
bazează pe macronevertebrate.
Macronevertebratele
Toate metodele utilizate pentru determinarea calităţii apelor cu ajutorul macronevertebratelor
acvatice se bazează pe faptul că toleranţa faţă de condiţiile de mediu variază de la o specie la
alta. Unele nu suportă nici slaba poluare a apei, altele au o largă toleranţă, întâlnindu-se în toate
tipurile de ape. Speciile cu o toleranţă mică sunt buni indicatori ai calităţii apei.
Macronevertebratele care trăiesc pe fundul apei sunt importante verigi ale reţelei
trofice acvatice, ele constituind sursa de energie pentru numeroase animale acvatice. În decursul
evoluţiei lor macronevertebratele s-au adaptat la anumite condiţii hidromorfologice, astfel
cunoscând aceste condiţii se poate aprecia structura populaţiilor şi invers, cunoscând structura
populaţiilor se pot aprecia condiţiile în care trăiesc. De aceea macronevertebratele bentice sunt
indicatorii cei mai utilizaţi în vederea stabilirii calităţii apei deoarece ele răspund la o
mulţime de caracteristici ca altitudine, substrat, viteză de curgere, parametrii fizico-
chimici. Numeroase studii au demonstrat că structura şi dinamica comunităţii de
macronevertebrate reflectă calitatea ecosistemului acvatic.
Există mai multe calităţii ale macronevertebratelor pentru care sunt folosite în
activitatea de biomonitoring: sunt ubiquiste, sunt prezente aproape tot timpul anului,sunt
mai putin mobile faţă de peşti, sunt usor de colectat. (Chiasson A. 1999).Cercetarea
10
macrofaunei bentonice, pentru caracterizarea hidrobiologică a bazinelor acvatice presupune
parcurgerea mai multor etape:
--stabilirea secţiunilor de monitorizare;
-stabilirea frecvenţei de prelevare;
-prelevarea şi conservarea probelor de macroneverte- brate;
-identificarea grupelor sistematice;
-calcularea unor indici ecologici;
-interpretarea datelor .
Investigarea bentosului presupune o diversitate mare de procedee de colectare şi de
prelevatoare necesare în acest scop, datorită varietăţii crescute a locurilor de viaţă de
pe substratul bazinelor acvatice.
Colectarea probelor:
Scopul colectării probelor constă în adunarea unei game largi de
macronevertebrate tipice locului de colectare. Pentru atingerea scopului nostru, este nevoie de
cercetarea tuturor biotopurilor şi microbiotopurilor, adică a diferitele tipuri de fund ale apei
(nisip, nămol, pietriş), macrovegetaţia, rădăcinile inundate ale copacilor din imediata apropiere a
apei, şi materialele artificiale flotante sau submerse. Succesul principal al colectării presupune o
muncă activă şi intensivă, executată de aceeaşi persoană.
Pentru obţinerea unor rezultate comparabile, este nevoie de prelevarea probelor pe o
porţiune de 10 – 20 m, într-un interval de timp de 3 – 5 minute în funcţie de lăţimea cursului de
apă. Perioada colectării se poate împărţi în intervale mai mici, pentru o mai bună cercetare a
tuturor biotopurilor.
Macronevertebratele vor fi colectate cu ajutorul unei plase conice standardizate, având o
ramă metalică. Diametrul găurilor materialului din care este confecţionată plasa, variază între
200 – 500 microni.
În afara utilizării plasei menţionate mai sus, o metodă relativ uşoară de colectare a
macronevertebratelor este cea manuală.
Probele de macronevertebrate acvatice se colectează cu ajutorul drăgilor care sunt
diferite după natura substatului de pe care sunt prelevate.
11
Prelevatorul Surber - este format dintr-un cadru metalic de 30x30 cm de care este
ataşat un fileu cu diametrul ochiurilor de 250 μm. Prelevatorul se fixează în substrat cu
deschiderea fileului spre direcţia de curgere a apei. În interiorul cadranului se spală
pietrele iar organismele sunt antrenate în fileu.
Ciorpacul - este format dintr-un mâner şi o armătură care susţine fileul (cu
diametrul ochiurilor de 250 μm) în care organismele sunt prelevate. Armătura este de
preferat să fie de formă rectangulară. Prelevarea se poate face atât în ape puţin adânci cât şi
în ape adânci cu ajutorul piciorului sau prin „măturare” .
Separarea animalelor se poate executa şi la faţa locului, dar este mai indicată în laborator.
La faţa locului probele colectate vor fi curăţate pe cât e posibil de nămol, frunze, pietriş etc.
Macronevertebratele vor fi selectate cu ajutorul unei pensete şi a unei lupe, după care vor fi puse
în flacoane de 10 – 25 ml, ţinându-se cont de grupele taxonomice.
Pentru cunoaşterea structurii populaţiei de macronevertebrate este necesară
identificarea fiecărui organism până la nivel de gen sau specie. Separarea pe grupe
sistematice se face concomitent cu trierea probelor . Determinarea speciilor necesită o
12
literatură de specialitate bogată, si anume determinatoare si reclamă un anumit grad de
experienţă a personalului care o execută.
Ţinându-se cont de suprafaţa substratului de pe care a fost prelevată proba se stabileşte numărul
total de organisme zoobentonice pe 1 m.
Fişa macronevertebratelor acvatice indicatoare
13
14
15
Calculul indicelui biotic:
Tabelul utilizat la calcularea indicelui biotic (Anexa 2) are două coloane mai mari, una
reprezentând sensibilitatea, iar cealaltă, numărul taxonilor. Prima coloană din tabel se împarte în
şapte rânduri, fiecare rând conţinând diferite macronevertebrate în ordinea crescândă (de jos în
sus) a rezistenţei lor faţă de poluarea mediului de viaţă. Cele mai sensibile grupe (Plecoptera,
Trichoptera, Ephemeroptera), se situează în rândurile superioare, iar cele cu rezistenţă mare
(Tubificidae, Syrphidae etc.) la baza tabelului, iar cele cu rezistenţă medie (Gammaridae,
Sphaeridae, Odonata), se găsesc pe la mijloc.
În cazul primelor trei grupe (rândurile 1 - 3) este necesar să ştim că în eşantion există 1 -
2 sau mai multe grupe taxonomice (coloana a 3 - a). După caz vom alege primul sau al doilea
rând. Dacă o grupă sau mai multe grupe taxonomice sunt reprezentate de numai un singur
exemplar, la calculul indicelui biotic nu se iau în considerare.
Coloanele din dreapta tabelului, reprezintă varietatea taxonomică, adică numărul
taxonilor din proba colectată. Intersecţia rândului cu coloana ne furnizează indicele biotic căutat,
care rezultă în urma colectării probelor din locul respectiv. Vom selecta rândul care ne prezintă
cel mai bine grupele cele mai sensibile din eşantionul colectat. Indicele biotic se găseşte între
16
valorile 0 – 10. Cu cât valoarea lui este mai mare, cu atât avem de-a face cu unităţi taxonomice
mai sensibile iar cursul de apă cercetat este mai nepoluat. Indicele biotic cu valoarea cea mai
scăzută, adică zero, rezultă (în cazul poluării masive), atunci când în afara grupei Syrphidae
(Eristalinae), nu este reprezentată nici o altă grupă taxonomică.
Interpretarea indicelui biotic:
Pentru sintetizarea rezultatelor, cele zece indice formează cinci clase de calitate a apelor,
reprezentate prin culori diferite, aşa cum reiese din tabelul următor.
Tabelul 1. Clasele de calitate a apelor
Clasa Indicele biotic Culoarea DenumireaI. 10-9 Albastru NepoluatăII. 8-7 Verde Poluarea micăIII. 6-5 Galben Poluare medie
(stare critică)IV. 4-3 Portocaliu Poluare mareV. 2-1 Roşu Poluare foarte mare
17
18
I. II. III. IV.N u m ă r u l t u t u r o r t a x o n i l o r
Grupe de ind ica tor i Sensibili-tate
Număr taxoni 0 - 1 2 - 5 6 - 10 11- 15 >16
I n d i c e B i o t i c
(Plecoptera) (Heptageniidae)
1
2 - 7 8 9 10
1 5 6 7 8 9
(Trichoptera)
2 2 - 6 7 8 9
1 5 5 6 7 8
(Ancylidae) (Ephemeroptera)
( Excepţie Heptageniidae )
3
2 - 5 6 7 8
1 3 4 5 6 7
(Aphelocherius) (Odonata) (Gammaridae) (Mollusca) ( Excepţiil Sphaeridae şi Ancylidae )
4 1 3 4 5 6 7
(Asellus) (Hirudinea) (Sphaeridae) (Hemiptera) ( Excepţie Aphelocheirus )
5 1 2 3 4 5 -
(Tubificidae) (Chironomus thummi–plumosus)
6 1 1 2 3 - -
(Syrphidae)
7 1 0 1 1 - -
Studiu de caz
EVALUAREA STARII ECOLOGICE A RÂULUI MUREŞ
PE BAZA COMUNITĂŢILOR DE MACRONEVERTEBRATE BENTONICE
Sistemul Mureşului s-a adaptat la cel mai vechi traseu de legătură tectonică şi
hidrografice a Podişului Transilvaniei cu Depresiunea Panonică, urmand un bazin
hidrografic întins pe o suprafaţă de 29 767 km'.
Râul propriu-zis are o lungime de 766 km, din care 718 km pc tcritoriul României,
stribătând restul de 48 km pe teritoriul Ungariei, unde se varsă in Tisa. Atât prin
lungimea sa,cât şi prin debitul mediu al apelor reprezintă cel mai mare afluent al Tisei
(Ujveri, 1972). Ca toate raurile noastre şi Mureşul a fost supus în ultimele decenii unui
proces intens de degradare, manifestat prin poluare, lucrări hidrotehnice, asanări ale
zonelor umede şi desfiinţarea luncii inundabile. Investigaţiile realizale de echipe
multidisciplinare in ultimii l0 ani au relevat efectele presiunii antropice asupra calităţii
resurselor naturale şi a biodiversităţii acestui bazin hidrografic.
Pentru a analiza starea ecologică a râului trebuie să avem in vedere dinamica spaţială
şi temporală, adică, pe de o parte sa urmărim parametrii fizico-chimici şi biologici de-a
lungul râului (de la izvor şi până la vărsare), iar pe de altă parte evoluţia lor în decursul
timpului, raportând datele care ilustrează realitatea actuală la cele din trecut.
Metoda de cercetare
Penfru a actualiza datele legate de starea ecologică a râului Mureş au fost alese 7 staţii
de prelevare de-a lungul întregului curs din care s-au colectat sezonier probe, din
primăvara anului 1999 pană în vara anului 2000. Staţiile şi codurile acestora sunt
următoarele:
Sl - Senetea (in Depresiunea Gheorgheni),
S2 - Răstoliţa (in Defileul Topliţa-Deda),
S3 - Ungheni (aval de Tg. Mureş),
S4 - Gura Arieş (aval de confluenţa cu raul Arieş),
S5 - Sântimbru (aval de confluenţa cu Tamava),
S6 - Virfu de Jos (aval de Alba lulia)
S7 - Pecica(aval de Arad).
19
Se observă că, exceptând primele doud staţii, toate celelalte sunt plasate în aval de
principalele surse de poluare ale Mureşului, fapt care s-a realizat pentru a surprinde
starea de pessimum ecologic al acestuia. Autorii acestei lucrări au colectat câte 3 probe
cantitative de bentos din fiecare staţie şi sezon (in total 12 probe/an/staţie), cu ajutorul unui
bentometu tip Surber cu suprafaţa utilă de 0,1 m'. Valorile de densitate din prezenta lucrare
sunt extrapolate la metru pâtrat, şi valorile de abundenţă relativă ale grupelor bentonice sunt
exprimate în procente.
Rezultate şi discuţii
Valorile densittăţii medii (nr. mediu de indivizi pe metu petrat, considerând toate cele 12
probe colectate in decursul unui an, din fiecare staţie de prelevare ale grupelor de
macronevcnebrate bentonice sunt prezentate în Tab. |.
În Depresiunea Gheorghieni, la Senetea (SI) râul este caracterizat de cea mai diversă
şi mai abundentă comunitate de macronevertebrale bentonic. Tot aici se inregistrează cea
mai mare densitate de amfipode (775J3,l6 indivizi/ m:) de pe întregul curs, constituind
totodată grupul dominant, urrmat apoi de larvele de chironomide şi de coleoptere. Cu toate
acestea impactul antropic işi face simţită prezenţa incă de la nivelul localităţii Izvorul
Mureşului, manifestându-se prin deversări de ape reziduale fecaloid-menajere şi deşeurile
casnice imprăştiate prin albie. Din amonte de Voşlobeni albia minoră adăpostea odinioară o
populaţie foarte abundentă de scoici (Unio crassus Philipsson,1788), a cărei densitate a
scăzut drastic în timp. Astăzi putem găsi gupuri răzleţe de indivizi imprăştiate în unele
coturi ale râului cu ape mai liniştite.
Atât această populaţie cât şi multe altele, aparţinând unor grupe taxonomice diferite, dispar
dintr-un tronson lung de 27 de kilometri, înre Ciumani şi Remetea, din cauza apelor
carbogazoase care izvoresc in albia raului şi din zonele invecinate.
A doua staţie de prelevare a probelor (S2) a fost aleasă aproximativ în mijlocul Defilellui
Topliţa-Deda. În aceste locuri apa are un curs mai rapid, patul este constituit din galeţi
şi pietriş, devenind nisipos spre maluri.
Comunitatea bentonică este formată mai ales din elemente reo-oxifile, dar în zona de mal
apar de asemenea oligochetele. Constatăm diferenţe notabile faţă de staţia din amonte.
Grupele dominante la acest nivel sunt chironomidele,oligochetele şi tricbopterele. urrnate la
un ordin inferior de mărime, de efemeroptere, plecoptere şi moluşte (dintre acestea din urmă
20
mai ales gastetropodul Ancylus fluviatilis O.F. Miiller, 1774). Amfipodele şi colembolele
sunt încă prezente dar cu densităţi medii foarte scăzute (sub 2 indivizi m:.respectiv cca
0,017% abundenţă relativă). Platelminţii şi hidrele, întâlnite în arnonte, nu au fost
identificate la acest nivel. Această structură este explicată nu numai prin factorii de
habitat ci şi prin presiunea antropică, manifestată prin deversări de ape reziduale cu
încărcătură organică, indiguiri şi regularizări ale albiei şi balastiere (excavări de sedimente)
care incep se altereze condiţiile de viaţă.
Aval de vărsarea Arieşului, la Gura Arieş (S4) structura comunităţii de macronevertebrate
bentonice ese€ mai săracdă decât cea pe care am intâlnit-o la Ungheni, cu toate ca reapar
hidrele şi colembolele. Aceleaşi două grupe sunt codominante (oligochetele şi chironomidele,
cu densităţi medii de peste 2000exemplare pe metru pătrat), efemeropterele şi trichopterele
prezintă densităţi medii mai mici de 300 ind./m' , celelalte grupe fiind slab reprezentate.
Gastropodele prosobranchiate pot fi intâlnite inclusiv la acest nivel, nu insă şi în aval, iar
aici este de asemenea ultimul loc unde exemplare răzleţe deAncylus flviatilis
mai pot fi întâhite în albie. Este evidentă o evoluţie calitativă faţă de situaţia inregistrată
de Szito in anul l99l cand în bentos s-au identificat un număr redus de specii aparţinând
la 4 grupe sistematice. In acelaşi an se inregistrau la acest nivel concentraţii maxime
pentru intregul râu ale cuprului, precum şi creşteri putemice ale unor metale toxice, ca
plumb, zinc şi mercur (Waijandt, 1995). In anul 2000 constatăm in apa scăderi de peste 4
ori ale concentraţiei de plumb, cuprul a scăzut de peste 5 ori, iar cadmiul de 3 ori.
Concluzii
Comparând starea ecologică actuală a Mureşului cu cea înregistrată în anul
1991, se constată o evidenţă ameliorare şi imbunătăţire a condiţiilor de viaţă,
asociate cu o creştere majoră a diversităţii comunităţilor bentonice.
Repopularea naturală a râului cu bivalve unionide este un caz fericit,explicabil prin
existenţa surselor de repopulare şi prin ameliorarea stării ecologice a râului. In alte cazuri
nu putem fi la fel de optimişti. Unele specii despre care ştim sigur că au trăit în urma
cu 40 - 50 de ani au dispărut,probabil definitiv, din apele bazinului, pentru simplul motiv
ce nu mai există surse de repopulare. In alte cazuri disparţlia speciilor este legată de
21
desfiinţarea luncii inundabile şi asanarea balţilor, mlaştinilor moarte. Analizând modificarea
spectrului de moluşte acvatice in timp, se constată ca specii cu reproducere sexuată externă,
care necesită cantităţii apreciabile de oxigen dizolvat, fle au dispărut, fie şi-au
restrâns răspandirea la câeva tronsoane aflate într-o stare ecologică calitativ superioară.
Speciile care pot respira şi aerul atmosferic, rezistente la hipoxie dar şi la desecări,
hermafrodite ovipare, sunt abundente şi larg răspândite pe cea mai rnare parte
a râului. Speciile care au nevoie de ape stătătoare şi vegetaţie acvatică şi
palustră sunt reprezentate cel mai adesea prin fragmente de populaţii risipite in întregul
bazin, fără legaturi între habitate.
22
CONCLUZII
Utilizarea indicelui biotic:
Principiul de bază:
- Modificarea calităţii apelor influenţează într-o anumită măsură flora şi fauna;
- Macronevertebratele servesc drept bioindicatori;
- Cu cât un organism este mai sensibil cun atât mai mult are nevoie de apă curată;
- Cu cât apa este mai curată, cu atât varietatea vieţuitoarelor este mai mare.
Metoda:
- Prelevarea animalelor: colectarea unui număr cât mai mare de exemplare;
- Prelucrarea: determinare şi numărarea animalelor;
- Clasificarea: gruparea animalelor după sensibilitate;
- Acordarea calificativului: clasificarea cursului de apă după indicele biotic.
Avantaje:
- Analizele biologice pot fi vizualizate cu ajutorul punctelor şi culorilor;
- Analizele biologice arată schimbările de durată şi din această cauză reflectă
mai fidel starea ecologică a apei curgătoare;
- Animalele reacţionează la mai multe tipuri de poluanţi, deci indicele biotic reflectă şi starea
ecologică generală a apei;
- Poate fi utilizată la locul colectării probelor;
- Este foarte rapidă – se derulează îm maximum o oră;
- Nu necesită cunoştinţe mari de specialitate;
- Este foarte ieftină.
Dezavantaje:
- Originea poluării rămâne necunoscută;
- Necesitatea prelevării probelor în fiecare anotimp;
- Metoda este valabilă numai fiecăui curs de apă în parte.
Macronevertebratele bentice, mai ales insectele acvatice sunt indicatori de calitate prin
dinamica populaţională, diversitatea, toleranţa respectiv cerinţele faţăde anumite condiţii de
mediu ale speciilor, reflectând modificări sau perturbări ale condiţiilor de mediu pe termen scut
şi lung (Céréghino et al, 2003), fiind utilizate pentru evaluarea calităţii apei pe scară largăîn
23
lume, atât pentru apele curgătoare cât şi în cele stagnante. Ecosistemele “sănătoase”, nepoluate
au o diversitate mare a organismelor. Perifitonul, protozoarele, macronvertebratele şi peştii sunt
folosiţi ca bioindicatori. Probleme legate de folosirea macronevertebratelor ca bioindicatori sunt:
colectarea unui număr suficient de indivizi pentru estimarea corectă a diversităţii, timp,
corectitudinea identificării.
24
BIBLIOGRAFIE
1.Gomoiu, M.T., Skolka, M., 2001. Ecologie, Metodologii pentru studii ecologice, Ovidius
University Press, Constanţa, 170 p.
2.Ionescu, A. şi colab., Efectele biologice ale poluării, Ed. Academiei R.S.R., Bucureşti, 1973,
143-176;
.3 Ciarnău, R. coordonator, Ecologie şi protecţia mediului, Ed. Economică, Bucureşti, 2000, 45-
53;
4. Kolenati, Über Nutzen und Schaden der Tricopteren, Stettiner entomol. Ztg. 9, 1948, 12-35;
5.Neacşu, P., Apostolache-Stoicescu, Z., Dicţionar de ecologie, Ed. Ştiinţifică şi Enciclopedică,
Bucureşti, 1982;
6.Sirbu, I.,2001, Mureşul, receptorul Târnavelor şi Ampoiului. In: Oameni şi
râuri împreună - impactul antropic asupra Târnavelor şi Ampoiului (Banăduc,
Angela; Bănăduc D., Sârbu I.). Ecoutr Sibiu , Ed. Mira Design
25
