Μέθοδοι και Τεχνικές Λήψης Απόφασης για την Εκτίµηση Επικινδυνότητας των Θαλάσσιων Ιζηµάτων ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός αυτής τη εργασίας είναι η αναφορά και η πληροφόρηση, στο βαθµό που είναι δυνατόν, των τεχνικών και µεθόδων οι οποίες εµπλέκονται για την εκτίµηση και αξιολόγηση των ρυπασµένων θαλάσσιων ιζηµάτων. Η λήψη απόφασης για την διαχείριση των ιζηµάτων επηρεάζεται, πέρα από τους διάφορους περιβαλλοντικούς παράγοντες, από την πολιτική βούληση, το νοµοθετικό πλαίσιο αλλά κυρίως από το οικονοµικό υπόβαθρο το οποίο θα καλύψει τις ανάγκες ενός προγράµµατος διένεξης έρευνας µιας σειράς παραγόντων. Παρόλα αυτά κάθε τέτοια λήψη απόφασης απαιτεί την ύπαρξη λύσεων οι οποίες είναι ικανές να ελαχιστοποιήσουν τις επιπτώσεις στα οικοσυστήµατα, να αποκαταστήσουν τις βλάβες και να αποτελέσουν µελλοντικά µεθοδολογία αντιµετώπισης των προβληµάτων που προκύπτουν στα θαλάσσια ιζήµατα κυρίως λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζεται η σηµασία της έγκυρης και µεθοδευµένης δειγµατοληψίας και χειρισµού των δειγµάτων. Το πρώτο στάδιο της εκτίµησης της κατάστασης των θαλάσσιων ιζηµάτων, πέρα από τα ήδη υπάρχοντα δεδοµένα του παρελθόντος, είναι η συλλογή δειγµάτων η οποία, µετά από µία σειρά δοκιµών, έχει στόχο να εντοπίσει ποσοτικά τους ρύπους και να αποδώσει την σχετική βαρύτητα σε αυτούς όσον αφορά την επίπτωσή τους στην κατάσταση των ιζηµάτων. Αναφέρονται δύο είδη δειγµατοληψίας, τα τυχαία και στοχοθετηµένα σχέδια δειγµατοληψίας και στην συνέχεια τρόποι συλλογής καθώς και ένας αριθµός δειγµατοληπτικών συσκευών κατηγοριοποιηµένες ανάλογα µε την προέλευση του δείγµατος (από την επιφάνεια ή σε κάποιο βάθος). Αναφέρονται γενικές οδηγίες για την καταγραφή, επεξεργασία, µεταφορά και αποθήκευση των δειγµάτων όπως έχουν αναφερθεί στο Handbook for Sediment Quality Assessment (2005). Στο επόµενο µέρος ακολουθεί µία περιγραφή των περισσότερων κατηγοριών των δοκιµών και πειραµάτων. Τρεις είναι οι τοµείς εξέτασης και έρευνας των ιζηµάτων, χηµεία, τοξικολογία και βένθος. Όσον αφορά την χηµεία γίνεται µία µικρή περιγραφή για κάθε φυσικοχηµική παράµετρο που συνήθως ερευνάται όπως η ετερογένεια των ιζηµάτων, το ph και οξειδοαναγωγικό υναµικό Ιζήµατος, η περιεκτικότητα σε υγρασία, το µέγεθος των µορίων, ο Ολικός Οργανικός Άνθρακας (TOC), τα Οξικά-Πτητικά Σουλφίδια (AVS), µε τα τελευταία να χρήζουν ιδιαίτερης προσοχής λόγω του προσδιορισµού της διαθεσιµότητας των µετάλλων στους οργανισµούς µέσω αυτών. Οι τοξικολογικές δοκιµές είναι σηµαντικό συστατικό για την εκτίµηση των επιπτώσεων των χηµικών στα υδρόβια οικοσυστήµατα διότι υποδεικνύουν τοξικές επιρροές των σύµπλοκων χηµικών αναµίξεων και οι µέθοδοι θαλάσσιων τοξικολογικών δοκιµών συνοψίζονται στις Θαλάσσιες Τοξικολογικές οκιµές Υδάτινης Στήλης, Θαλάσσιες οκιµές
Βιοσυγκέντρωσης Υδάτινης Στήλης, Θαλάσσιες Τοξικολογικές οκιµές Ολικού Ιζήµατος, Θαλάσσιες οκιµές ιεπαφής Νερού-Ιζήµατος, οκιµές Τοξικότητας λόγω αλληλεπίδρασης Θαλάσσιου Ιζήµατος και Νερού και στις οκιµές Βιοσυσσώρευσης Θαλάσσιου Ιζήµατος. Είναι µία σειρά µεθόδων τοξικολογικής εξέτασης τόσο του θαλάσσιου ιζήµατος µέσα και πάνω από αυτό (ίζηµα, πορώδες και υπερκείµενο νερό). Η εκτίµηση της δοµής της βενθικής κοινότητας συνδέεται τυπικά µε µία καταγραφή του πεδίου ώστε να προσδιοριστούν τα δύο πρωτεύοντα δοµικά χαρακτηριστικά οποιασδήποτε κοινότητας που είναι η διανοµή των ειδών και των ατόµων σε τρισδιάστατο περιβάλλον και η διανοµή των ατόµων µεταξύ των ειδών και υψηλότερων τάξεων. Η κατανόηση αυτών των δύο χαρακτηριστικών εξυπηρετεί την κατανόηση των λειτουργικών χαρακτηριστικών της βενθικής κοινότητας, περιλαµβάνοντας τις τροφικές σχέσεις, πρωτεύουσα και δευτερεύουσα παραγωγικότητα και αλληλεπιδράσεις µεταξύ των βιοτικών και αβιοτικών ενδιαιτηµάτων. Στην συνέχεια γίνεται αναφορά της Triad Method Approach, αρχικά υιοθετηµένη από τον Chapman, µέθοδος η οποία συνυπολογίζει τις τρεις προαναφερθείσες βασικές κατηγορίες παραµέτρων που αναδεικνύουν τα χαρακτηριστικά των ιζηµάτων, θεωρώντας έτσι ότι η εκτίµηση και η αξιολόγηση της ποιότητας των θαλάσσιων οικοσυστηµάτων θα είναι πληρέστερη, αφού ξεχωριστά η καθεµία από αυτές παρουσιάζουν κενά στην προσπάθεια ερµηνείας των αποτελεσµάτων των δοκιµών και πειραµάτων. Πίνακας : Πληροφορία που παρέχεται από διαφορετικά επίπεδα της Τριαδικής Μεθόδου Προσέγγισης (Chapman M. Peter, 1996,1997) Πληροφορία που παρέχεται από διαφορετικά επίπεδα της Τριαδικής Μεθόδου Προσέγγισης Περίπτωση Ρύπανση Τοξικότητα Αλλαγή Πιθανά Συµπεράσµατα Ισχυρή ένδειξη υποβάθµισης λόγω 1 + + + ρύπων Ισχυρή ένδειξη µη υποβάθµισης λόγω 2 - - - ρύπων 3 + - - Οι ρύποι δεν είναι βιοδιαθέσιµοι 4 - + - Ύπαρξη χηµικών ή συνθηκών που δεν µετρήθηκαν µε πιθανότητα να προκαλέσουν υποβάθµιση Η Αλλαγή δεν οφείλεται στα τοξικά 5 - - + χηµικά Οι τοξικοί µολυσµατικοί παράγοντες 6 + + - είναι βιοδιαθέσιµα αλλά δεν παρουσιάζονται επιπτώσεις στο πεδίο Ύπαρξη χηµικών που δεν µετρήθηκαν 7 - + + προκαλούν υποβάθµιση Τα χηµικά δεν είναι βιοδιαθέσιµα ή η 8 + - + Αλλαγή δεν οφείλεται σε τοξικά χηµικά
(a) Τοξικότητα, µόλυνση και αλλαγή παρουσιάζονται κανονικοποιηµένες σε τιµές ανάλογες της αναφοράς όπως περιγράφεται από τον Chapman (1990), 1.0= συνθήκες αναφοράς. Σηµείωση: η συµµετρία αυτών των παραδειγµάτων δεν αναµένεται σε πραγµατικές µελέτες. (b) Παράδειγµα παρουσίασης δεδοµένων που ακολουθούν την ανάλυση πολλαπλών µεταβλητών βασιζόµενη στους Chapman et al (1996). Η τοξικότητα (βασιζόµενη στο αντιπροσωπευτικό τοξικολογικό πείραµα), σηµαντικά διαφορετικό ή όχι από τον παράγοντα ελέγχου. Το βένθος (δοµή βενθικής κοινότητας), µοντέλα Ευκλείδειας απόστασης, όλες οι ταξικές αφθονίες σχετίζονται µε τους σταθµούς αναφοράς. Τα µέταλλα (βασιζόµενα στον χαλκό), σχετικές συγκεντρώσεις. Πολυαρωµατικοί Υδρογονάνθρακες (PAH) σχετικές συγκεντρώσεις. (c) Επιπλέον 2 ενδιάµεσες πιθανότητες (µέταλλα και PAH παρουσιάζουν διαφορετικές µορφές) (d) Επιπλέον 6 ενδιάµεσες πιθανότητες (συνδυασµοί υψηλού και χαµηλού). (e) Επιπλέον 2 ενδιάµεσες πιθανότητες (συνδυασµοί υψηλού και χαµηλού). (f) Επιπλέον 6 ενδιάµεσες πιθανότητες (συνδυασµοί υψηλού και χαµηλού). Σχήµα : Γραφική Παρουσίαση για τα διαφορετικά επίπεδα της Triad Approach (Chapman M. Peter,1996)
Τέλος γίνεται αναφορά των τεχνικών και διάφορων οδηγιών που χρησιµοποιούνται από διάφορες ευρωπαϊκές χώρες (Βέλγιο, Γαλλία, Γερµανία, Ηνωµένο Βασίλειο, Ισπανία, Ιταλία, Ολλανδία) σχετικά µε την λήψη απόφασης και διερεύνησης της ποιότητας των ιζηµάτων, στις οποίες ενσωµατώνεται η Τριαδική Μέθοδο Προσέγγισης είτε αυτούσια, σε κάποιες περιπτώσεις, είτε τροποποιηµένη ανάλογα µε τις δυνατότητες και τις ιδιαιτερότητες κάθε χώρας. ύο είναι οι αντικειµενικοί στόχοι για την ποιοτική αξιολόγηση ιζηµάτων στην Ευρώπη και διακρίνονται: Βιολογικές βάση επίδρασης ποιοτικές αξιολογήσεις ιζηµάτων επί του πεδίου (in situ BEBA) όπου η ποιότητα ιζηµάτων και ενδεχοµένως και η διαχείριση αυτών πρόκειται να εξεταστούν. Βιολογικές βάση επίδρασης ποιοτικές αξιολογήσεις εκτός πεδίου των εκβαθυµένων ιζηµάτων (ex situ BEBA) προκειµένου να επιλεχτούν οι διαχειριστικές στρατηγικές ιζηµάτων (π.χ., ελεύθερες και περιορισµένες επιλογές διάθεσης ή επεξεργασίας). In situ BEBA Εστιάζει στις συνθήκες ιδιαίτερα του πεδίου εξέτασης όσον αφορά τη βιολογική διαθεσιµότητα των µολυσµατικών παραγόντων και την αξιολόγηση της ζηµίας στο οικοσύστηµα. Η BEBA µπορεί να συνδυαστεί µε τις µελέτες που εστιάζουν στους κινδύνους σχετικούς µε τη µεταφορά των µολυσµατικών παραγόντων στο επιφανειακό νερό και στο βιόκοσµο, ή στα βαθύτερα στρώµατα ιζηµάτων, και στη συνέχεια στο υπόγειο νερό. Γενικά, τρεις κύριοι σκοποί µπορούν να προσδιοριστούν για τους οποίους τα In situ BEBA έχουν αναπτυχθεί : Ολοκλήρωση των πληροφοριών από το µεγάλο πλήθος παραµέτρων που ακολουθούν διαφορετική κατεύθυνση προσέγγισης (π.χ. χηµικές συγκεντρώσεις ιζηµάτων, τοξικότητα ιζηµάτων, µετρήσεις βενθικής κοινότητας, ιστολογικές συγκεντρώσεις ιστού, κ.λ.π.) Απόδειξη της αιτιότητας µεταξύ των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και της µόλυνσης ιζηµάτων Εφαρµογή σειράς προσεγγίσεων για την αύξηση της εµπιστοσύνης µε τη χρήση ενός οικονοµικώς αποδοτικού τρόπου. Ex situ BEBA Οι βιολογικές βάση επίδρασης ποιοτικές αξιολογήσεις ιζηµάτων (BEBA biological effects-based sediment quality assessments) είναι µια αξιολόγηση του κινδύνου, στην οποία τα βιολογικά/τοξικολογικά σηµεία λήξης χρησιµοποιούνται ως προάγγελοι των πιθανών αποτελεσµάτων που µπορούν να εµφανιστούν όταν το ίζηµα διατίθεται στο περιβάλλον. Στο ex situ BEBA, οι βιολογικές αναλύσεις είναι συχνά συµπεριλαµβανόµενες στην ποιοτική αξιολόγηση ιζηµάτων ή προστιθέµενες ως δεύτερης σειράς διαδικασιών. Η προσέγγιση είναι πιο πολύ προγνωστική, δηλ. βασισµένη στην έκβαση της
αξιολόγησης, οι προβλέψεις αποτελούνται από τις συνέπειες της ελεύθερης διάθεσης των εκβαθυµένων ιζηµάτων στο περιβάλλον. Από αυτή την άποψη αυτή η προσέγγιση, που χρησιµοποιεί την αξιολόγηση της τοξικότητας ιζηµάτων παρουσιάζει οµοιότητα µε τις αξιολογήσεις του κινδύνου συνολικών αποβλήτων αποχέτευσης. Συγκρίνοντας τους δύο αυτούς στόχους για την ποιοτική αξιολόγηση ιζηµάτων, είναι πιθανό ότι οι αξιολογήσεις βρίσκονται σε πολύ διαφορετικά επίπεδα σε µια διαδικασία λήψης απόφασης. Η in situ BEBA είναι συνήθως µια προηγούµενη έρευνα απαραίτητη για να αξιολογήσει εάν διατρέχει κάποιος κίνδυνος για τα ιζήµατα, προτού να απαιτηθεί οποιαδήποτε απόφαση για κάποια δράση. Η ex situ BEBA είναι κάτι που πραγµατοποιείται αφότου έχει ήδη προταθεί η εκβάθυνση των ιζηµάτων (π.χ. εκβάθυνση για ναυτικούς λόγους), αλλά όταν ήδη έχουν εξεταστεί οι επιλογές διάθεσης. Biological effects-based sediment quality in ecological risk assessment for European waters (BEBA, 21 Απριλίου 2003) Κυριότερες πηγές πληροφόρησης προήλθαν από το Handbook for Sediment Quality Assessment όσον αφορά τις πληροφορίες για τις δειγµατοληπτικές µεθόδους και τον χειρισµό των δειγµάτων. Επίσης οι χηµικές µετρήσεις που λαµβάνουν µέρος κατά την εκτίµηση και αξιολόγηση της ποιότητας των ιζηµάτων προέρχονται από αυτό. Όλες οι κατηγορίες των τοξικολογικών µετρήσεων προέρχονται κυρίως από το Overview of Freshwater and Marine Toxicity Tests: A Technical Tool for Ecological Risk Assessment. Οι πληροφορίες για την δοµή της βενθικής κοινότητας και των µετρήσεων που τις αφορούν προέρχονται από το Sediment Classification Methods Compendium. Οι General Guidelines for using the Sediment Quality Triad και η Presentation and interpretation of Sediment Quality Triad data αποτελούν τις κυριότερες πηγές όσον αφορά την περιγραφή της µεθόδου Triad Method Approach. Όσον αφορά τις πρακτικές, τεχνικές µεθόδους λήψης απόφασης, οδηγίες που διάφορες ευρωπαϊκές χώρες χρησιµοποιούν προήλθαν από το Biological effectsbased sediment quality in ecological risk assessment for European waters.