Vandens monitoringas – sistemingas paviršinių vandens telkinių būklės, savaiminių pokyčių ir antropogeninio poveikio stebėjimas ir vertinimas. Lietuvos Respublikos vandens įstatymo 26 straipsnis nustato, kad vandens telkinių būklei bei pokyčiams stebėti visuose upių baseinų rajonuose ar jų dalyse, esančiose Lietuvos Respublikos teritorijoje, turi būti vykdoma stebėsena (monitoringas).
Valstybinis paviršinių vandens telkinių monitoringas vykdomas vadovaujantis Bendraisiais reikalavimais vandens telkinių monitoringui ir Valstybinio aplinkos monitoringo nuostatais. Bendrųjų reikalavimų vandens telkinių monitoringui 1 priede ,,Minimalūs reikalavimai paviršinių vandens telkinių monitoringo atlikimo dažnumui" nustatyti kokybės elementai, kurių monitoringas turi būti atliekamas ir jų dažnumas.
Paviršinių vandens telkinių vandens būklė yra vertinama pagal fizikinius-cheminius, hidromorfologinius ir biologinius kokybės elementus. Dažnai fizikinių-cheminių kokybės elementų rodiklių pakitimai iššaukia biologinių kokybės elementų rodiklių pakitimus, lemiančius ne tik gyvųjų organizmų įvairovės pokyčius, bet visos biotos žūtį.
Biologinių vandens kokybės elementų apžvalga
Paviršinių vandens telkinių biologinių kokybės elementų monitoringas padeda įvertinti vandenyje gyvenančių organizmų reakciją į bendrus aplinkos pakitimus dėl antropogeninės veiklos.
Paviršinių vandens telkinių biologinių kokybės elementų monitoringas apima tam tikras floros ir faunos grupes, indikatorines rūšis arba bendrijas. Fitoplanktonas, makrozoobentosas (dugno bestuburiai), žuvys (ichtiofauna), makrofitai (aukštesnieji vandens augalai) yra naudojami kaip biologiniai indikatoriai. Vieno ar kito biologinio kokybės elemento rodiklio rūšinė sudėtis ir gausa puikiai atspindi vandens gyvenamosios aplinkos sąlygas. Kai kurios rūšys yra tolerantiškos mažam vandenyje ištirpusio deguonies kiekiui ir tokiame vandenyje bus gausios, tačiau kitos rūšys, kurioms reikalinga didelė deguonies koncentracija, nebus aptinkamos visai arba bus aptinkamos tik mažais kiekiais. Vienos ar kelių rūšių nebuvimas vandens telkinyje nėra toks svarbus kaip viso sistematinio būrio, eilės ar klasės nebuvimas.
Fitoplanktonas (iš sen. gr. φυτόν - „augalas“ ir πλαγκτός - „klajūnas“) - autotrofiniai organizmai planktono bendrijoje. Fitoplanktonas yra vandens ekosistemų mitybinių santykių grandinės pirmoji grandis (juo minta smulkūs organizmai – zooplanktonas, žuvų jaunikliai ir pačios žuvys), greičiausiai reaguojanti į aplinkos sąlygų, ypač cheminės vandens sudėties, pakitimus, maistingųjų medžiagų prietaką. Fitoplanktonas sudaro mitybos bazę aukštesniųjų grandžių hidrobiontams.
Fitoplanktonas yra pagrindinis organinės medžiagos gamintojas vandens telkiniuose, jo vystymosi intensyvumas nulemia vandens telkinio biologinį produktyvumą. Vienos ar kitos dumblių rūšies pagausėjimas fitoplanktone rodo tam tikrą telkinyje susidariusių sąlygų kompleksą ir nusako vandens kokybę.
Chlorofilo ,,a” koncentracija. Chlorofilo ,,a” koncentracija, jos vertikalus ir horizontalus pasiskirstymas teikia daug informacijos apie vandens kokybę ir vandens telkinio bioprodukciją. Chlorofilo „a“ kiekis vandens tūryje leidžia įvertinti vandens telkinio trofiškumą, nustatyti telkinio ekologinę būklę. Dumbliai gali palaikyti pastovų fotosintezės greitį keisdami chlorofilo „a“ kiekį priklausomai nuo šviesos intensyvumo, t. y. sumažėjus apšviestumui chlorofilo „a“ kiekis ląstelėse padidėja. Nežiūrint to, kad chlorofilo kiekis gali keistis, jis paprastai sudaro 2 – 5 % ląstelės sauso svorio. Dėl šios palyginti pastovios dalies ir paprasto, patikimo nustatymo metodo chlorofilas „a“ yra plačiai naudojamas dumblių biomasės ir kitiems rodikliams nustatyti. Chlorofilo „a“ kiekis gerai atspindi maistingųjų medžiagų, ypač fosforo ir azoto, kiekį. Daugėjant vandenyje maistingųjų medžiagų, sparčiai daugėja fitoplanktono, o tuo pačiu didėja ir chlorofilo „a“ koncentracija, vystosi eutrofikacija.
Eutrofikacija. Svarbiausia eutrofikacijos priežastis yra maistingųjų medžiagų koncentracijos padidėjimas vandenyje dėl padidėjusios jų prietakos į vandens telkinį, susijusios su intensyvia žmogaus ūkine veikla.
Dumbliai vaidina pagrindinį vaidmenį vandens savaiminiame apsivalyme. Fotosintezės metu išsiskyręs deguonis dalyvauja organinės medžiagos mineralizacijoje, bet masiškai vystantis dumbliams jie patys tampa biologinio užterštumo faktoriumi, sukelia vandens ,,žydėjimą“ – antrinį vandens užterštumą. Tai yra vandens telkinio savireguliacijos procesų sutrikimo rezultatas ir akivaizdus vandens telkinio eutrofikacijos požymis. Dėl vandens ,,žydėjimo“ sutrinka vandens ekosistemos dujinis režimas, sumažėja skaidrumas, prasideda puvimo procesai, atsiranda deguonies trūkumas, dėl ko susidaro nepalankios sąlygos kitų ekosistemos komponentų (pvz., makrofitų, žuvų) egzistavimui. Ženkliai padidėjusiam fitoplanktonui suskaidyti reikalingi dideli kiekiai deguonies, todėl vandenyje ištirpusio deguonies koncentracija pradeda mažėti, dažnai priedugnyje pasiekdama anoksines (bedeguones) sąlygas, ir tai gali lemti vandens telkinio biotos žuvimą. Tokiose anoksinėse sąlygose ima vystytis anaerobinės bakterijos, išskiriančios nemalonaus kvapo medžiagas, pavyzdžiui, sieros vandenilį, tokiu būdu dar labiau pablogindamos vandens kokybę. Kai kurios dumblių rūšys, ypač melsvabakterės (Cyanophyceae), kartais sukelia toksinius vandens ,,žydėjimus“, o jam „žydint“ kelerius metus, išstumiamos povandeninių makrofitų (limneidų), taip pat deguonies deficitui jautrių žuvų, zoobentoso rūšys, t. y. nyksta telkinio biologinė įvairovė. Nors mažais kiekiais šie algotoksinai nepavojingi, tačiau masinio vandens ,,žydėjimo“ atveju vandenyje susidaro kai kurioms rūšims letalios koncentracijos.
Eutrofikacijos reiškiniai yra būdingi ir labai pavojingi negiliems, turintiems nedidelį vandens tūrį ežerams, kuriuose apsivalymo galimybės ir ekologinis atsparumas antropogeniniam poveikiui yra labai riboti. Mažuose vandens telkiniuose imantis atitinkamų priemonių (didinant pratakumą, mažinant rekreacinę apkrovą, intensyvinant aeraciją, įruošiant apsaugines zonas) galima užkirsti kelią eutrofikacijai.
Makrozoobentosas – paviršinių vandens telkinių dugne ar priedugniniame sluoksnyje gyvenantys didesni negu 2–3 mm gyvūnai. Makrozoobentosas yra labai svarbus vertinant vandens telkinių būklę. Didėjant užterštumui, vandens telkinyje išnyksta oligosaprobinės rūšys, prisitaikiusios gyventi deguonies prisotintame vandenyje, o jas pakeičia polisaprobai, kurie gali gyventi didelio užterštumo sąlygomis, tenkintis minimaliu deguonies kiekiu. Makrozoobentosui priklauso labiausiai vandens užterštumui atsparios biontų grupės – mažašerės žieduotosios kirmėlės (oligochetai) ir moliuskai, tačiau pastarieji ne visi ir ne visada gali parodyti tikslią vandens telkinio kokybę, kadangi tvirtas kiautas gali juos apsaugoti nuo aplinkos užterštumo poveikio. Daugelio vandenyje gyvenančių vabzdžių lervos (ankstyvių, lašalų, apsiuvų, chironomidų) yra labai geri vandens kokybę atspindintys indikatoriai ir gali gyventi tik tam tikrame biotope, esant tam tikram užterštumui.
Žuvys (ichtiofauna) sudaro galutinę vandens sistemų trofinę grandį, kuri labiausiai akumuliuoja teršalus. Net jei vieni ar kiti teršalai kurį laiką nebepatenka į vandens telkinį, jų vis dar galima aptikti žuvyse. Žuvys taip pat sudaro galutinę vandenų biologinę produkciją, todėl žuvų bendrijų ir populiacijų monitoringas yra svarbus vandens sistemų stabilumo ir būklės įvertinimui.
Žuvys yra gausiausia rūšimis stuburinių gyvūnų grupė. Jos kaip ilgaamžiai organizmai, reaguoja į ilgalaikius vandens kokybės pokyčius ir geba atspindėti kai kuriuos specifinius aplinkos pokyčius, kurių, pavyzdžiui, bestuburiai organizmai neatspindi, nes jie yra sėslūs ir reaguoja tik į sąlyginai trumpalaikius vandens kokybės pokyčius. Žuvys laikomos itin gerais buveinių kokybės, o taip pat upių vientisumo (arba dirbtinių kliūčių buvimo), indikatoriais.
Vandens telkinio ichtiocenozių sudėtį, gausą, produktyvumą lemia natūralūs ir antropogeniniai veiksniai: telkinio dydis, šiluminis režimas, nuotėkio reguliavimas, biotopų įvairovė, trofinis bei taršos lygiai. Žuvims ypač svarbios fizikinės-cheminės vandens savybės – vandens slėgis ir klampumas, optinės vandens savybės, prisotinimas deguonimi, vandenyje ištirpusių medžiagų kiekis, vandenyje pakibusių dalelių kiekis – jos sąlygoja žuvų maitinimosi, judėjimo, gynybinius ypatumus. Taigi vieni pagrindinių žuvų migracijas vandens telkinyje lemiančių abiotinių veiksnių yra vandens temperatūra, ištirpusios vandenyje dujos, šviesa, pH, elektros srovė, elektromagnetiniai virpesiai, atmosferos slėgis, vandenyje ištirpusių druskų kiekis, gruntas ir pakibusių vandenyje dalelių kiekis. Natūralioje aplinkoje žuvis veikia ir kiti aplinkos veiksniai. Stipraus vėjo, sukeliančio vandens telkinio paviršiaus bangavimą, įtakoje vandens telkinys pakankamai greitai ir tolygiai prisotinamas deguonimi. Telkinio pratakumas įtakoja vandens masių maišymąsi. Šie veiksniai sumažina atmosferos slėgio pokyčių svarbą žuvims, o žiemą, ypatingai nepratakiuose vandens telkiniuose, ištirpusio deguonies kiekiui vandenyje sumažėjus iki kritinės ribos, jokie atmosferos slėgio kitimai nesuaktyvina žuvų judėjimo vandens telkinyje.
Kaip vandens telkinių kokybės indikatoriai gali būti laikomos gėlavandenės žuvys, todėl jų apsaugai, neršto sąlygų gerinimui nuolat skiriamas didelis dėmesys. Paviršiniai vandens telkiniai, kuriuose gali gyventi ir veistis gėlavandenės žuvys, skirstomi į karpinius, lašišinius ir potencialiai lašišinius vandens telkinius. Karpiniai vandens telkiniai – tie telkiniai, kuriuose gali gyventi, gyvena ar veisiasi karpinės (Cyprinidae) arba kitų rūšių žuvys, tokios kaip lydekos (Esox lucius), ešeriai (Perca fluviatilis), europiniai unguriai (Anguilla anguilla). Lašišiniai vandens telkiniai – kuriuose gyvena ar veisiasi Atlanto lašišos (Salmo salar), upėtakiai (Salmo trutta fario), šlakiai (Salmo trutta), kiršliai (Thymallus thymallus) ir sykinės žuvys (Coregonus). Potencialiai lašišiniai yra vandens telkiniai, kuriuose gali gyventi ar veistis, arba gali būti atkurtos tinkamos sąlygos gyventi ir veistis Atlanto lašišoms (Salmo salar), upėtakiams (Salmo trutta fario), šlakiams (Salmo trutta), kiršliams (Thymallus thymallus) ir sykinėms žuvims (Coregonus). Ypač skatintini lašišinių vandens telkinių atkūrimas ir apsauga.
Lietuvoje nuolat atliekami moksliniai tyrimai, siekiant įvertinti ichtiofaunos taksonominę sudėtį, gausą ir amžiaus struktūrą bei upių, ežerų ir tvenkinių ekologinę būklę pagal žuvų rodiklius.
Makrofitai (iš. sen. gr. φυτόν - „augalas“, makro - ,,didelis“) – aukštesnieji vandens augalai.
Makrofitai vandens telkinio ekosistemoje vaidina nemenką vaidmenį – jie yra natūralus maistingųjų medžiagų filtras, praturtina vandens masę ir dugno nuosėdas deguonimi, formuoja ekologines nišas zoobentosui, žuvims, yra kai kurių hidrobiontų maistas, be to, padeda sustabdyti vandens telkinių kranto eroziją, įtakoja organogeninio atabrado formavimąsi. Makrofitai nėra jautrūs momentiniams vandens kokybės pokyčiams, tačiau pastebimai reaguoja į dideles taršos apkrovas ir ilgalaikį antropogeninį poveikį. Be to, augalų taksonominės sudėties ir gausos pokyčius yra lengviau nustatyti nei judrių gyvų organizmų, taip pat santykinai lengviau atpažinti rūšis lauko sąlygomis.
Fitobentosas [ gr. φυτόν - „augalas + bentosas], augalinis bentosas – vandens telkinio dugne augančių augalų visuma.
Fitobentosas yra reikšminga vandens ekosistemos dalis ir svarbus vandens kokybės biologinis indikatorius.
Fitobentosinių organizmų egzistencijai pakanka nedidelės erdvės, jie gyvena prisitvirtinę ant bet kokio po vandeniu panirusio kieto substrato (akmenų, panirusios medienos, aukštesniųjų vandens augalų stiebų ar lapų). Prisitvirtinimui tinkamo substrato buvimas fitobentosui yra kur kas svarbesnis, nei telkinio morfologinės charakteristikos (vagos išilginė ar skerspjūvio forma) ar hidrologinis režimas (pastarasis turėtų įtakos tik tuomet, kai dėl reikšmingo nuotėkio sumažėjimo fitobentosiniai organizmai atsidurtų sausumoje). Būtent todėl fitobentosiniai organizmai laikomi jautriais vandens kokybės, o ne hidromorfologinių pokyčių indikatoriais.
