FELSZÍNI ÉS FELSZÍN ALATTI VÍZ

Az előadások a következő témára: "FELSZÍNI ÉS FELSZÍN ALATTI VÍZ"— Előadás másolata:

1 FELSZÍNI ÉS FELSZÍN ALATTI VÍZ
MONITORING

2 Témakörök Monitoring rendszerek elemei, tervezési szempontok
Vízi környezeti monitoring rendszerek szerkezete és működése A működéshez szükséges jogi és gazdasági környezet Működő monitoring rendszerek: Vízminőségi és emissziós monitoring (FEVI, FAVI, KÁRINFO, PRTR-EPER, EU-WISE) Vízrajzi monitoring Talaj monitoring (TIM) Gyakorlatok: Mérés hibája, adatok megbízhatósága (precizitás és pontosság) Adatbázis kezelés, az információs rendszerek adatrendszerének felépítése, nagy számú adat kezelésére alkalmas eszközök Adatfeldolgozás, idősor elemzés és az adatok térinformatikai interpretációja Terep, labor: Mintavételezés, helyszíni mérés Vízkémiai analízis Hidrobiológia

3 Környezeti monitoring
 Célra orientált, szervezett mérési és kiértékelési tevékenység, amelynek segítségével a vizsgálandó környezeti elem állapotát, annak változását és ezeknek az ismeretében az állapot romlást előidéző okokat figyelemmel tudjuk kísérni ill. meg tudjuk határozni.  Cél: Információ nyerés A monitorozás feladatai szerint: a környezeti állapot felmérése, az emberi tevékenység hatásainak nyomon követése, környezetvédelmi beavatkozások hatáselemzéséhez szükséges monitorozás.   Szükséges feltételek:  Jól megszervezett mintavétel és adatfeldolgozás.

4 Vízminőségi és mennyiségi monitoring
Olyan megfigyelő rendszer, melynek feladata a felszíni és felszín alatti vizek állapotának nyomon követése, mintavételezés és elemzés útján. Célok:   A vízminőség és a vízkészletek térbeli és időbeli változásának megfigyelése Az állapot változást kiváltó okok feltárása (beavatkozások tervezése – emisszió monitoring) A vizek minősítése (készletek és vízminőség – vízigények, vízhasználatok)  osztályozás Trendek detektálása Statisztikai jellemzők (átlag, szélső értékek, tartósság, kritikus koncentrációk) meghatározása Határértékek megsértése (hatósági feladat) Haváriák nyomon követése ("early warning")

5 Információ időbeliségének értelmezése:
Időben változó értékű információ: t1 i 1 t < t t1

6 Monitoring rendszer megtervezése
(Megválaszolandó kérdések) Mi a cél? Mit mérjünk? (vizsgálandó paraméterek) Hol mérjünk? (szelvénykiosztás, keresztszelvény, mélység) Mikor mérjünk? (mintavételi gyakoriság, pontminta-sorozatminta) Hogyan mérjünk? (mintavétel, tárolás, szállítás, mérési - analitikai módszer) Hogyan tároljuk és dolgozzuk fel a mérési eredményeket? (adatbázis, térinformatika) Költségek, kockázatok, bizonytalanságok?

7 Felszíni vízminőségi monitoring
1968-tól rendszeres vízminőség vizsgálatok 1994-től MSZ 12749: Felszíni vizek minősége, minőségi jellemzők és minősítés 2007-től Víz Keretirányelv (kémia+biológia) Emisszió monitoring (szennyvízkibocsátók)

8 Felszíni vízminőségi monitoring Magyarországon az MSZ 12749 szerint
Vizsgálandó jellemzők Oxigén háztartás (Old O2, O2%, BOI, KOI, TOC, Szapr.index) Tápanyag háztartás (N- P formák, Chl-a) Mikrobiológiai jellemzők (CF, FCF, FS, Salm.) Mikroszennyezők és toxicitás (szervetlen és szerves mikroszennyezők, toxicitás, radioaktív anyagok) Egyéb jellemzők (pH, vez.kép., T, LA, OA, Fe, Mn, keménység, an- és kationok) 3. Osztályozás 5 vízminőségi osztály (I - V) Besorolás 90 %-os tartósság alapján

9 Felszíni vízminőségi monitoring Magyarországon
Mintavételi helyek (szelvénykiosztás) 150 törzshálózati és 91 regionális hálózati szelvény + lokális szelvények (változó számú) Vizsgálati gyakoriság: Heti, kétheti, szezonális Adatok gyűjtése VM adatbázis (KVVM-KGI) Vízhozam adatok átadása a vízrajzi adatbázisból, vagy a mintavétellel egyidejű vízhozam mérés

10 Törzshálózati és regionális szelvények

11

12 Szelvénykiosztás szempontjai
Országhatár Javasolt mintavételi szelvény

13 Felszíni vizek vízminőségi törzshálózata (MSZ 12749)
Mintavételi gyakoriság

14 A korábbi vízminőségi hálózattal kontrollált vízfolyás szakaszok az összeshez képest

15

16 Vizeink minősége az oxigén háztarás jellemzői (BOI5, KOI, O2) szerint
(Értékelés a 2000 évi törzshálózati vízminőségi adatok alapján az MSZ szerint) Osztály

17 Felszíni vizek minősége (osztályozás az MSZ 12749 szerint)
Oxigén háztartás Tápanyagok Bakteriológia Mikroszennyezők

18 MONITORING - VKI A monitoring célja az, hogy megalapozza a vízstátus egységes és átfogó felülvizsgálatát minden egyes vízgyűjtőkerületben és elősegítse a felszíni víztestek besorolását a megfelelő osztályba. Mérlegelni kell a monitoring költségét és a státus hibás besorolásának következményéből származó költségeket (többlet intézkedések). A vízgyűjtő gazdálkodási tervekben a konfidencia szinteket közölni kell.

19 A VKI által meghatározott állapotjellemzők (felszíni víz)

20 BIOLÓGIAI ELEMEK Gerinctelen fauna egyedsűrűség összetétel érzékeny állomány jelenléte diverzitás Halak életciklus/korszerkezet Perifiton Makrofiton Egyedsűrűség Fitoplankton virágzási gyakoriság/intenzivitás biomassza

21 Biológiai paraméterek Hidromorfológiai paraméterek
VKI monitoring Folyók Tavak Biológiai paraméterek Makrofiton Bevonatlakó kovaalgák Üledéklakó gerinctelenek Halak Fitoplankton Hidromorfológiai paraméterek Vízhozam jellemzők Kapcsolat a vízadókkal Mélység, szélesség Mederjellemzők Vízparti zóna Vízállásjellemzők Tartózkodási idő Mélység Tómeder jellemzők Kémiai paraméterek Hőmérsékleti viszonyok Oldott oxigén szint Sótartalom Savasodási állapot Tápanyagok Jelentős mennyiségben bevezetett szennyezőanyagok Kiemelten veszélyes anyagok Átlátszóság

22 VIZSGÁLANDÓ JELLEMZŐK
VKI monitoring: VIZSGÁLANDÓ JELLEMZŐK FIZIKAI-KÉMIAI Termikus viszonyok: hőmérséklet Oxigénháztartási viszonyok: oldott oxigén Sótartalom: vezetőképesség Savasodási állapot: pH, lúgosság Tápanyag-tartalom: össz. P, ORP, össz. N, nitrát és nitrit, ammónium Egyéb: lebegőanyag, zavarosság (folyók) Átlátszóság: Secchi mélység, zavarosság, szín (tavak) SPECIFIKUS SZINTETIKUS SZENNYEZŐK A VKI elsőbbségi listáján szereplő valamennyi anyag A vízgyűjtőterületen előforduló terhelésektől függő egyéb anyagok SPECIFIKUS NEM SZINTETIKUS ANYAGOK

23 Jelentős mennyiségben bevezetett szennyezőanyagok
(VKI VII. Melléklet) Szerves halogén vegyületek Szerves foszforvegyületek Szerves ónvegyületek Karcinogén (rákkeltő) vagy mutagén tulajdonságú anyagok, hormonháztartást zavaró anyagok Perzisztens szénhidrogének, Perzisztens és felhalmozódásra képes szerves toxikus anyagok Cianidok Fémek és vegyületeik Arzén és vegyületei Biocidek és növényvédő szerek Szuszpenzióban lévő anyagok Az eutrofizációt elősegítő anyagok (elsősorban nitrátok és foszfátok) Az oxigénháztartást kedvezőtlenül befolyásoló anyagok, illetve jellemzőik, mint BOI, KOI stb.).

24 Kiemelten veszélyes elsőbbségi anyagok („First priority list of substances”)
Alachlor, antracén, atrazin, benzol, brómozott difenil-éter, kadmium és vegyületei, klórozott alkánok (C10-C13), klórfenvinfosz, klórpirifosz, 1,2-diklóretán, diklór-metán, di(2-etilhexil)ftalát (DEHP), diuron, endoszulfánok, hexaklórbenzol, hexaklórbutadién, hexaklórciklohexán (Lindán), izoproturon, ólom és vegyületei, higany és vegyületei, naftalin, nikkel és vegyületei, nonilfenolok, oktilfenolok, pentaklórbenzol, pentaklórfenol, többgyűrűs aromás szénhidrogének (beleértve a benzpiréneket, benzperiléneket, fluoronténeket és piréneket), simazin, tributil-ón vegyületek, triklórbenzolok, triklórmetán (kloroform), trifluralin.

25 EU VKI: Az állapotértékelés alapja a többszintű monitoring-rendszer
Vizsgálati monitoring ? ? ? Feltárás Felügyeleti monitoring Felügyeleti monitoring 6 évenként Operatív (üzemelési) monitoring A felszíni víz monitoring részei: ökológiai biológiai hidrológiai morfológiai fizikai és (általános) kémiai kémiai (mikroszennyezők) !!! Felügyeleti Tendek, antropogén és természetes hatások, >2500 km2-es vízgyűjtőkre Operatív Kockázatos vizek (nem jó állapotúak) Indikátor paraméterek Vizsgálati Eseti - okok meghatározása, havária

26

27 Felszíni vizek feltáró (felügyeleti) monitoringja
A II. Mellékletben részletesen ismertetetett hatásfelmérési eljárás kiegészítése és validációja; A távlati monitoring programok eredményes és hatékony tervezésének elősegítése; A természetes viszonyokban bekövetkező sokévi változások kiértékelése és A területeken már általánosan elterjedt emberi tevékenységből származó sokévi változások kiértékelése. A feltáró monitoringot legalább egy évig kell működtetni a Vízgyűjtőgazdálkodási Terv (VGT) időszakában. Az első VGT összeállításának határideje: december 22. A monitoring programoknak december. 22-éig kell működésbe lépniük. A monitoring eredményekre először a 2008-ban esedékes első VGT-tervezet kidolgozásához, s ezt követően a 2009 végén esedékes végleges VGT változat összeállításához lesz szükség. A VGT-eknek tartalmazniuk kell a státus térképeket.

28 Felszíni vizek feltáró (felügyeleti) monitoringja
Minőségi elemek: A feltáró monitoringot a tagállamoknak legalább egyéves időszakra kell kiterjeszteniük, mialatt biztosítaniuk kell az összes biológiai, hidromorfológiai és általános fizikai-kémiai minőségi elemet jellemző paraméterek mérését. A monitoringot ki kell terjeszteni a prioritási listán szereplő – vízfolyás vízgyűjtőjén vagy részvízgyűjtőjén bevezetésre került - szennyező anyagokra. Egyéb szennyezőanyagok akkor vonhatók be a monitoringba, ha azok jelentős mennyiségben kerülnek bevezetésre a vízgyűjtő- vagy részvízgyűjtő területén. A határt átszelő víztestek esetében ajánlatos az összes elsőbbségi és egyéb releváns szennyező anyag vizsgálata (nem kötelező!) A monitoring programba annyi víztestet kell bevonni, ahány szükséges ahhoz, hogy a vízgyűjtőkerülethez tartozó minden vízgyűjtőre és részvízgyűjtőre megállapítható legyen a víz státusa.

29 Felszíni vizek operatív (üzemelési) monitoringja
Célok: Megállapítani azoknak a víztesteknek a státusát, amelyeket kockázatosaknak minősítettek a környezetvédelmi célkitűzéseik elérése szempontjából, valamint felmérni az ilyen víztestek státusában bekövetkezett mindenfajta változásokat a mérési programokból eredményei alapján. Elsősorban a víztestre ható terhelésekre érzékeny minőségi elemek paramétereire irányul!

30 Felszíni vizek operatív (üzemelési) monitoringja
Helyek kiválasztása: Minden olyan víztestre kell alkalmazni, amely az emberi tevékenységekből eredő hatások felülvizsgálata (II. Melléklet) és a feltáró monitoring alapján - a 4. Cikk releváns környezetvédelmi célkitűzéseinek elérése szempontjából - kockázatosnak minősül. Ezen túlmenően a monitoringot azokra a víztestekre is ki kell terjeszteni, amelyekbe az elsőbbségi anyagokat vezetik be. Mivel az Irányelv engedélyezi a hasonló tulajdonságú víztestek csoportosítását és lehetővé teszi, hogy a monitoringot csak a reprezentatív víztestekre alkalmazzák, értelemszerűen nem kötelező a monitoringba az összes fent sorolt víztestet bevonni. Csoportosítani azonban csak a közel azonos ökológiai viszonyokkal jellemzett víztesteket lehet!

31 Felszíni vizek operatív (üzemelési) monitoringja
Ha a víztestet egynél több pontszerű szennyezőforrás terheli, a monitoring helyeket úgy kell kijelölni, hogy azok reprezentálják az összes szennyezőforrásból eredő terhelések nagyságát és a keletkezett hatásokat. A diffúz szennyezőforrásokból eredő és a hidromorfológiai eredetű terhelések felmérése esetén előfordulhat, hogy a szükséges mérőhelyek száma megegyezik a kockázatos víztestek számával. Minőségi elemek: Ki kell terjeszteni a víztestek minőségi elemét vagy elemeit jellemző indikatív paraméterekre, illetve azokra a paraméterekre, amelyek különösen érzékenyek a víztestet vagy víztest-csoportot érő terhelésre vagy terhelésekre. Ez azt jelenti, hogy a státus osztályba-sorolásánál a vizsgált minőségi elemek értékeinek száma minimumra csökkenthető. Ez elősegíti a státus-felmérést terhelő hibák csökkentését is.

32 Felszíni vizek vizsgálati monitoringja
A vizsgálati monitoringra speciális esetekben van szükség, amikor a környezetvédelmi célkitűzések (határértékek) túllépésének okai nem ismertek; a feltáró monitoring azt jelzi, hogy a 4. Cikkben megfogalmazott célkitűzéseket az adott víztest valószínűleg nem éri el, de az el nem érhetőség okainak felderítését szolgáló operatív monitoring még nem épült ki, vagy ha meg kell állapítani a balesetből származó szennyezés nagyságát és kihatásait. Konkrét eset, illetve probléma sajátosságainak figyelembe vételével kell kialakítani! Magában foglalhatja a veszélyjelző és a figyelmeztető monitoringot is (pl. az ivóvízbázisok szennyezés elleni védelme).

33 Felszíni víz monitoring alprogramok (2 felügyeleti + 8 operatív)

34 Felszíni vízminőségi monitoring Magyarországon Mintavételi helyek (szelvénykiosztás)
MSZ 12749: 150 törzshálózati és 91 regionális hálózati szelvény + lokális szelvények (változó számú) VKI monitoring: Felügyeleti: 140 hely Operatív: 345 hely

35 MONITORING EXISTING SYSTEM PLANNED (WFD) NETWORK SITES BASIC 150
SURVEILLANCE (BASIC) 103+75* REGIONAL 90 OPERATIONAL (WBs AT RISK) ~350** LOCAL ~250 EXAMINATIONAL ? TOTAL ~490 ~550 * Intercalibration and reference sites ** Including ~150 sites which are representative for nutrient pollution

36

37

38 VKI monitoring monitoring

39 MINTAVÉTELI GYAKORISÁG (VKI)

40 Kockázat A kedvezőtlen esemény bekövetkezésének esélye, VKI értelmezésében a hibás osztály besorolás valószínűsége. Az elfogadható kockázati szint befolyásolja a víztest állapotának meghatározásához szükséges monitoring időbeli és térbeli sűrűségét. Megbízhatóság (konfidencia) Annak a valószínűsége ( %-ban kifejezve), hogy a statisztikai paraméter valós értéke a számított és a jegyzett értékek közé esik (statisztikai bizonytalanság). Precizitás (pontosság) A valós állapot és a monitoring által talált állapot közti eltérés, adott konfidencia-tartomány szélességének felével megegyező statisztikai bizonytalanság mértéke.

41 Monitoring a célkitűzések elérésének azonosítására (pl
Monitoring a célkitűzések elérésének azonosítására (pl. a víztest státusának meghatározásához): Megadandó: a becsülhető paraméter (pl. középérték vagy 90-es percentilis); a kívánt precizitás (pl mg/l; 20%); és a kívánt megbízhatóság (pl. 90%, 99%). A szükséges vízminták száma: n = (t s /d)2 ahol “s” = mérvadó eltérés (szórás), “d” = kívánt precizitás és “t” = a kívánt megbízhatósági szintre (pl. t = 1.65 a 90%- os megbízhatóságra) vonatkoztatott paraméter érték

42 A víztest állapota hibás osztályozásának kockázata
(osztályozás megbízhatósága)

43 Felszíni víztestek ökológiai állapota
Vízfolyások 869 vízfolyás víztest, Vizsgáltak 12%-a jó állapotú 90%-ban hidro- morfológiai hatások 50%-ban vízminőség Állóvizek 213 állóvíz víztest, Minősítettek 48%-a kiváló-jó állapotú

44 Vízfolyás víztestek ökológiai minősítésének eredményei minőségi elemenként és összesítve, a víztestek darabszáma szerint Állapot/ potenciál Biológiai osztályozás Hidromorfoló-giai osztályozás Fizikai-kémiai osztályozás Specifikus szennyezők (fémek) Ökológiai minősítés db % Kiváló 11 1% 4 0% 52 6% 38 4% Jó 134 15% 56 309 36% 68 7% Mérsékelt 284 33% 491 57% 306 35% 76 9% 295 34% Gyenge 186 21% 282 32% 50 184 Rossz 37 26 3% Nincs adat 217 25% 10 152 17% 755 87% 285

45 Állóvíz víztestek ökológiai minősítésének eredményei minőségi elemenként és összesítve, a víztestek darabszáma szerint Állapot/ potenciál/ osztály Természetes kategóriájú állóvíz víztestek Összes állóvíz, ökológiai minősítés Biológiai elemek Fizikai kémiai elemek Ökológiai minősítés Db % db Kiváló 2 3% 7 10% 5 7% 2% Jó 18 26% 31 45% 20 29% 33 15% Mérsékelt 16 23% 13 19% 25 12% Gyenge 9 4% Rossz 3 Nincs adat 23 33% 14 20% 136 65%

46

47

48

49 Felszíni víztestek ökológiai állapota:
Értékelés vízminőségi alapján (szennyezések hatása)

50

51

52

53 Hazai alkalmazás: jogszabályi környezet
A Víz Keretirányelv monitoringra vonatkozó speciális előírásai: „a felszíni vizek megfigyelésének és állapotértékelésének egyes szabályairól” szóló 31/2004. (XII. 30.) KvVM rendelet és a „felszín alatti vizek vizsgálatának egyes szabályairól” szóló 30/2004. (XII. 24.) KvVM rendelet A felszíni vizek mennyiségi monitoringja: „a vízügyi igazgatási szervezet vízrajzi tevékenységéről” szóló 22/1998. (XI. 6.) KHVM rendelet Ivóvízkivételek védőterületei: A 201/2001. (X. 25.) Kormányrendelet az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről A természetes fürdővizek minőségi követelményeiről, valamint a természetes fürdőhelyek kijelöléséről és üzemeltetéséről 78/2008. (IV. 3.) Kormányrendelet A Natura2000 területek monitoringja: 275/2004. (X. 8.) Kormányrendelet (az európai közösségi jelentőségű természetvédelmi rendeltetésű területekről) 6/2002. (XI. 5.) KvVM rendelet „az ivóvízkivételre használt vagy ivóvízbázisnak kijelölt felszíni víz, valamint a halak életfeltételeinek biztosítására kijelölt felszíni vizek szennyezettségi határértékeiről és azok ellenőrzéséről”

54 Adatok nyilvántartása, adatbázisok
VM törzshálózati adatbázis (KGI, VITUKI) – 2006-ig OKIR Térinformatikai megjelenítés Hozzáférhetőség (web) EU WISE (Európai Víz Információs Rendszer) EPER/PRTR (European Pollution Emission Register)

55

56

57

58

59

60

61

62

63 TAVAK –FÜRDŐVÍZ MINŐSÉG

64 E U R O W A T B S

65 A kockázatos vizek számának megoszlása a tagállamok 2004 évi, a VKI teljesítéséről szóló jelentései alapján (sötét: kockázatos, középkék: bizonytalan (pl. adathiány), világos: a jó állapotnak megfelel)

66

67

68

69 MONITORING - VKI A monitoring célja az, hogy megalapozza a vízstátus egységes és átfogó felülvizsgálatát minden egyes vízgyűjtőkerületben és elősegítse a felszíni víztestek besorolását a megfelelő osztályba. Mérlegelni kell a monitoring költségét és a státus hibás besorolásának következményéből származó költségeket (többlet intézkedések). A vízgyűjtő gazdálkodási tervekben a konfidencia szinteket közölni kell.

70 Kockázat A kedvezőtlen esemény bekövetkezésének esélye, VKI értelmezésében a hibás osztály besorolás valószínűsége. Az elfogadható kockázati szint befolyásolja a víztest állapotának meghatározásához szükséges monitoring időbeli és térbeli sűrűségét. Megbízhatóság (konfidencia) Annak a valószínűsége ( %-ban kifejezve), hogy a statisztikai paraméter valós értéke a számított és a jegyzett értékek közé esik (statisztikai bizonytalanság). Precizitás (pontosság) A valós állapot és a monitoring által talált állapot közti eltérés, adott konfidencia-tartomány szélességének felével megegyező statisztikai bizonytalanság mértéke.

71 Monitoring a célkitűzések elérésének azonosítására (pl
Monitoring a célkitűzések elérésének azonosítására (pl. a víztest státusának meghatározásához): Megadandó: a becsülhető paraméter (pl. középérték vagy 90-es percentilis); a kívánt precizitás (pl mg/l; 20%); és a kívánt megbízhatóság (pl. 90%, 99%). A szükséges vízminták száma: n = (t s /d)2 ahol “s” = mérvadó eltérés (szórás), “d” = kívánt precizitás és “t” = a kívánt megbízhatósági szintre (pl. t = 1.65 a 90%- os megbízhatóságra) vonatkoztatott paraméter érték

72 MINTAVÉTELI GYAKORISÁG
C t C t C Ch Ch Ch Befolyásolja: Vizsgálandó jellemzők időbeli változékonysága Eltérés mértéke a küszöb(határ)értékhez képest Meghatározni kívánt információ (évi vagy évszakos átlag, trendek, 90 %-os tartósságú érték, stb.)

73 Zala, Zalaapáti ( ) Összes P (mg/l)

74 A víztest állapota hibás osztályozásának kockázata
(osztályozás megbízhatósága)