Doświadczenia w zakresie stosowania badań ekotoksykologicznych w ocenie jakości środowiska

Transkrypt

1 Doświadczenia w zakresie stosowania badań ekotoksykologicznych w ocenie jakości środowiska Lidia Wolska 1,2 1 WNoZ, Gdański Uniwersytet Medyczny, ul. M. Skłodowskiej-Curie 3b, Gdańsk 2 Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, ul. Narutowicza 11/12, Gdańsk

2 Zarządzanie środowiskiem raport informacja o środowisku decyzje monitoring środowisko

3 monitoring wód DYREKTYWA 2000/60/WE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej - chemiczny - biologiczny - hydrologiczny stan ekologiczny

4 monitoring chemiczny Artykuł 16 - Strategie ochrony wód przed zanieczyszczeniem 1. Parlament Europejski i Rada przyjmie określone działania przeciw zanieczyszczeniu wód przez indywidualne zanieczyszczanie lub grupy zanieczyszczeń stanowiące znaczne ryzyko dla i przez środowisko wodne, obejmujące takie ryzyka dla wód wykorzystywanych do poboru wody do picia. Dla tych zanieczyszczeń działania winny zmierzać do progresywnego redukowania, a dla priorytetowych substancji niebezpiecznych, jak zdefiniowano w artykule 2.28a, zaprzestania lub eliminowanie zrzutów, emisji i strat. Działania takie zostaną przyjęte na podstawie propozycji przedstawionych przez Komisję zgodnie z procedurami określonymi w Traktacie.

5 ZAŁĄCZNIK VIII WSKAŹNIKOWA LISTA NAJWAśNIEJSZYCH ZANIECZYSZCZEŃ 1. związki organohalogenowe oraz substancje mogące tworzyć takie związki w środowisku wodnym. 2. związki organofosforowe. 3. związki cynoorganiczne. 4. substancje i preparaty lub produkty ich rozkładu, wobec których udowodniono Ŝe posiadają właściwości rakotwórcze lub mutanogenne lub właściwości mogące zakłócać funkcje steroidogenowe, funkcje hormonów dotarczycowych, reprodukcyjne lub inne funkcje endokrynologiczne w środowisku wodnym lub za pośrednictwem środowiska wodnego. 5. trwałe węglowodory oraz trwałe i biokumulujące się toksyczne substancje organiczne 6. cyjanki 7. metale i ich związki 8. arszenik i jego związki jest ich ok biocydy i środki ochrony roślin 10. substancje w zawiesinie 11. substancje które przyczyniają się do eutrofizacji (zwłaszcza azotany i fosforany) 12. substancje które wywierają niekorzystny wpływ na bilans tlenu (i moŝna dokonać ich pomiaru przy uŝyciu takich wskaźników jak BZT i ChZT, itp.).

6 monitoring chemiczny Artykuł 16 - Strategie ochrony wód przed zanieczyszczeniem 2. Komisja przedłoŝy propozycję zawierającą listę priorytetowych substancji wybranych wśród tych, które przedstawiają znaczne ryzyko dla lub przez środowisko wodne. Substancje będą uszeregowane według stwarzanego przez nie ryzyka dla środowiska wodnego lub przez środowisko wodne, określonego przez: oszacowanie ryzyka wykonane zgodnie z zarządzeniem Rady (EEC) Nr 793/93, dyrektywą Rady 91/414/EEC i dyrektywą 98/8/EC Parlamentu Europejskiego i Rady; lub oszacowanie ukierunkowane ryzyka (zgodnie z metodologią rozporządzenia (EEC) Nr 793/93) ukierunkowaną wyłącznie na ekotoksyczność wody i na toksyczność dla człowieka za pośrednictwem środowiska wodnego;

7 "ZAŁĄCZNIK X jest ich WYKAZ SUBSTANCJI PRIORYTETOWYCH DLA W DZIEDZINIE POLITYKI WODNEJ (1) Alachlor (2) Antracen (X)*** (3) Atrazyna (X)*** (4) Benzen (5) nie dotyczy nie dotyczy Difenyloetery bromowane** X**** (6) Kadm i jego związki X (7) C10-13-chloroalkany** X (8) Chlorfenwinfos (9) Chlorpyrifos (X)*** (10) ,2-dichloroetan (11) Dichlorometan (12) Di(2-etyloheksyl)ftalan (DEHP) (X)*** (13) Diuron (X)*** (14) Endosulfan (X)*** nie dotyczy (alfa-endosulfan) (15) Fluoranten***** (16) Heksachlorobenzen X (17) Heksachlorobutadien X (18) Heksachlorocyclohexan X (gamma-izomer, lindan) (19) Izoproturon (X)*** (20) Ołów i jego związki (X)*** (21) Rtęć i jej związki X (22) Naftalen (X)*** (23) Nikiel i jego związki (24) Nonylofenole X (4-(para)-nonylofenol) (25) Oktylofenole (X)*** nie dotyczy (para-tert-oktylofenol) (26) Pentachlorobenzen X (27) Pentachlorofenol (X)*** (28) nie dotyczy nie dotyczy Węglowodory poliaromatyczne X ((Benzoa)piren) (Benzo-b-fluorantan) (Benzo-g,h,i-perylen) (Benzo-k-fluorantan) (Indeno-l,2,3-cd-piren) (29) Symazyna (X)*** (30) Związki tributylofinu X nie dotyczy (Kation tributylofinu) (31) Trichlorobenzeny (X)*** (1,2,4-trichlorobenzen) (32) Trichlorometan (chloroform) (33) Trifluralin (X)*** nie jest to lista zamknięta...

8 Substancje niebezpieczne dla środowiska Morza Bałtyckiego,którymi zajmuje się projekt COHIBA: dioksyny (PCDD), furany (PCDF) & dioksynopodobne polichlorowane bifenyle związki trójbutylocyny (TBT) związki trójfenylocyny (TPhT) eter pentabromodifenylowy (pentabde) eter oktabromodifenylowy (oktabde) eter dekabromodifenylowy (dekabde) sulfonian perfluorooktanu (PFOS) kwas perfluorooktanowy (PFOA) heksabromocyklododekan nonylofenol / etoksylaty nonylofenolu (NP / NPE) oktylofenol (OP) / etoksylaty oktylofenoli (OPE) krótkołańcuchowe parafiny chlorowane (SCCP) średniołańcuchowe parafiny chlorowane (MCCP) endosulfan rtęć (Hg kadm (Cd)

9 obecnie monitoring chemiczny obejmuje ok. 170 związków ocenia się, Ŝe w środowisku występuje około substancji toksycznych!!! ponad 99 % substancji toksycznych pozostaje poza systemem monitoringu chemicznego niedoszacowanie ryzyka

10 Klasyfikacja chemicznych interakcji Addytywność (2+2=4) Synergizm (2+2=20) [CCl 4 + etanol] (0+2=10, potentiation) [izopropanol + CCl 4 ] Antagonizm (np. 2+2=1) [kawa+ etanol]

11 Ocena stopnia zanieczyszczenia środowiska WSKAŹNIKI SUMARYCZNE ANALIZA CHEMICZNA METODY BIOANALITYCZNE Dają informacje bardzo ogólne, które nie są prostą zaleŝnością powiązane z toksycznością badanego elementu środowiska. Uzyskana informacja jest bardzo szczegółowa, ale jest mocno nie wystarczająca do oceny stopnia zanieczyszczenia badanego elementu środowiska. Uzyskana informacja jest bardzo ogólna, ale daje kompleksową odpowiedź czy środowisko wpływa toksycznie na Ŝywe organizmy.

12 JuŜ Rzymianie...

13 Narzędzie dla chemika! 1970 Vibrio fischeri Test wykonywany na bakteriach morskich - Vibrio fischeri Test wykonywany jest przy pomocy urządzenia Microtox. Zasada pomiaru oparta jest o pomiar bioluminescencji. W obecności substancji wpływających ujemnie na metabolizm komórkowy np. substancje toksyczne, bakterie reagują juŝ po 5 minutach spadkiem luminescencji, w obecności metali cięŝkich spadek luminescencji zauwaŝalny jest po minutach. Im silniejszy jest efekt toksyczny próbki lub substancji chemicznej i im większe jest jej stęŝenie, tym szybciej następuje zmniejszenie intensywności światła. Osłabienie świecenia wskazuje na poziom toksyczności próbki.

14 EN ISO :1998; dotyczy testu z uŝyciem świeŝo przygotowanych bakterii, EN ISO :1998; dotyczy testu z uŝyciem bakterii suszonych w ciekłym azocie, EN ISO :1998; dotyczy testu z uŝyciem liofilizowanych bakterii.

15 Narzędzie dla chemika! Prof. Guide Persoone Laboratory for Biological Research in Aquatic Pollution (Ghent University Belgium) Nowe podejście : Zastosowanie uśpionych lub unieruchomionych faz wybranych organizmów wodnych, z których organizmy testowe mogą być otrzymane na Ŝądanie.

16 Narzędzie dla chemika! Bateria ostrych i chronicznych mikrobiotestów Toxkit z róŝnymi gatunkami roślin i zwierząt

17 Początki... International Project ODRA (IOP) (realizacja: , projekt realizowany w ramach środków Fundacji Współpracy Niemiecko-Polskiej i środków Niemieckich)

18 Początki... EUROCAT European Catchments. Catchments Changes and their impact on the coast (realizacja , projekt realizowany w ramach V PR EU)

19 W Morskie wody przybrzeŝne Badania wykonywane w ramach europejskiego projektu EUROCAT, realizowanego przez dwa zespoły badawcze: 1. Wydział Chemii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruński (kierownik prof. B. Buszewski) 2. Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej (kierownik prof. J. Namieśnik) Toks yczność os tra [%] Vibrio fis cheri 70 Mapa punktów pobierania próbek Map of sampling sites U miejsce pobierania próbek sampling site km Gdynia G O Sopot B Gdańsk H Zatoka Gdańska Gulf of Gdańsk Wisła Kiezmark Vistula U K XI.01 IV.02 XI.02 IV Kiezmark 2. Wisła Zatoka Gdańska 3. Brzezno - molo 4. Orłowo - Klif 5. Gdynia-bulwar, plaŝa 6. Władysławowo 7. Hel

20 Projekt Pilotowy wdroŝenia wytycznych monitoringu i oceny jakości wód transgranicznych w zlewni rzeki Bug w ramach Konwencji EKG/ONZ o ochronie i uŝytkowaniu cieków transgranicznych i jezior międzynarodowych (realizacja w latach )

21 W roku 2001 w ramach międzynarodowego projektu Projekt Pilotowy wdroŝenia wytycznych monitoringu i oceny jakości wód transgranicznych w zlewni rzeki Bug w ramach Konwencji EKG/ONZ o ochronie i uŝytkowaniu cieków transgranicznych i jezior międzynarodowych podjęto próbę oceny ekotoksyczności wód, osadów i ścieków w zlewni rzeki Bug. toksyczność wód powierzchniowych oznaczano z wykorzystaniem organizmów: wrotki Brachionus calyciflorus (Rotoxkit F - Rotifer Toxicity screening. Test for Freshwater). skorupiaki Thamnocephalus platyurus (Thamnotoxkit F - Crustacean Toxicity Screening Test for Fresh water. skorupiaki Daphnia magna rzęsa wodna Lemna minor bakterie Vibrio fischeri (ToxAlert 100)

22 toksyczność osadów oznaczano z wykorzystaniem organizmów: skorupiaki Heterocypris incongruens; gorczyca biała Sinapis alba; bakterie Vibrio fischeri (ToxAlert 100). toksyczność ścieków z wykorzystaniem organizmów: wrotki Brachionus calyciflorus (Rotoxkit F - Rotifer Toxicity screening. Test for Freshwater); skorupiaki Thamnocephalus platyurus (Thamnotoxkit F - Crustacean Toxicity Screening Test for Fresh water); skorupiaki Daphnia magna; rzęsa wodna Lemna minor; bakterie Vibrio fischeri (ToxAlert 100).

23 % śmiertelności organizmów wskaźnikowych Kryłów Horodło Dorohusk Włodawa Terespol PowyŜej zrzutu ścieków z Brześcia PoniŜej zrzutu ścieków z Brześcia Rotoxkit F Thamnotoxkit F Daphtoxkit F Lemna minor ToxAlert Krzyczew Serpelice Nur Brok Popowo Oznaczanie toksyczności wód rzeki Bug z zastosowaniem wybranych testów (październik 2001) % śmiertelności organizmów wskaźnikowych Sołokija - Wierzbica Huczwa - Gródek Uherka - Rudka Uherka - Chełm Krzna - Neple Krzna - Porosiuki Krzna - StrzyŜew Czapelka - Starzynka Nurzec - Zaszków Tworkowice Cetynia - Białobrzegi Liwiec - Gwizdały Oznaczanie toksyczności wód w dopływach Bugu z zastosowaniem wybranych testów Rotoxkit F Thamnotoxkit F Daphtoxkit F Lemna minor ToxAlert

24 % ś miertelnoś ci o rg anizmó w ws kaźniko wych Oznaczanie toksyczności osadów z rzeki Bug z zastosowaniem wybranych testów 0 Włodaw a Teres pol Krzyczew Serpelice Nur Brok Popow o Daphtoxkit F S ynapis alba ToxAlert Os tracodtoxkit F (październik 2001) % śmiertelności organizmów wskaźnikowych Oznaczanie toksyczności osadów z dopływów rzeki Bug z zastosowaniem wybranych testów 0 Stokija - Wierzbica Uherka - Rudka Uherka - Chełm Krzna - StrzyŜew Krzna - Porosiuki Krzna - Neple Czapelka - Starzynka Cetynia Białobrzeg i Liwiec- Gwizdały Daphtoxkit F Synapis alba ToxAlert Os tracodtoxkit F

25 Oznaczanie toksyczności ścieków wprowadzanych do rzeki Bug z zastosowaniem wybranych testów (październik 2001) 110 % ś mmie rte lnoś c i organizmów ws kaźnikowyc h P GK i M Toma szów Lub. P ie zom e tr nr 1* P GK i M Hrubie szów MP GK Che łm NZP S ** Orchówe k P GKiM Te re spol P WiK Bia ła P odl. P UiK Łuków P UiK S okołów P odl. P WiK S ie dlce P WiK Wyszków Rotoxkit F Tha m notoxkit F Da phtoxkit F Le mna m inor ToxAle rt * piezometr nr 1 wysypisko odpadów Tomaszów Lubelski ** Nadburzańskie Zakłady Przemysłu Skórzanego Orchówek

26 PGKiM Tom. Lub. Piezometr 1 Sołokija WIERZBICA SCHEMAT ZLEWNI RZEKI BUG KRYŁÓW PGKiM Hrubieszów GRÓDEK MPGK Chełm HORODŁO DOROHUSK NZPS Orchówek RUDKA CHEŁM PUiK Łuków WŁODAWA Bug Czapelka PWiK Biała Podlaska Krzna STRZYśEW PGKiM Terespol STARZYNKA POROSIUKI przed zrzutem ścieków BRZEŚĆ po zrzucie ścieków TERESPOL NEPLE KRZYCZEW PUiK Sokołów Podlaski BIAŁOBRZEGI PWiK Siedlce SERPELICE Cetynia Liwiec GWIZDAŁY ZASZKÓW Nurzec NUR POPOWO BROK toksyczność wody SKALA TOKSYCZNOŚCI PWiK Wyszków PGKiM toksyczność osadów toksyczność ścieku - nietoksyczne - średniotoksyczne - toksyczne - brak danych Rys. 12. Wpływ ścieków zrzucanych w zlewni Bugu na stan jakości wód powierzchniowych.

27 1. Rodzaj testu Program minimum badania toksyczności w zlewni rzeki Bug - propozycja Woda Osad Woda z por ścieki Daphnia magna Folsomia candida Daphnia magna (acute) Daphnia magna (chronic) or Algae (acute) (acute) lub Ceriodaphnia Ceriodaphnia (acute) (chronic); Vibrio fischeri (acute); Sinapsis alba; Algae (acute) Algae 2. Częstość raz na 2 m-ce raz na 2 m-ce raz na 2 m-ce raz na 2 m-ce 3. Miejsca pobierania prób Do uznania przez kaŝdą ze stron Dorohusk Włodawa Brześć Terespol Krzna Stary Bubel (do ustalenia) Dorohusk Włodawa Brześć Terespol Krzna Stary Bubel (do ustalenia) Dorohusk Włodawa Brześć Terespol Krzna Stary Bubel (do ustalenia)

28 Korelacja pomiędzy toksycznością osadów i wynikami badań chemicznych s topień zanieczys zczenia chemiczneg o [j.u.] y = 0,3647x - 1,2375 R 2 = 0,6764 Bug-Nur Bug-Włodawa Krzna-Neple ś re dnia toks yczność te s tów [%]

29 Ocena wpływu wybranych składowisk komunalnych województwa pomorskiego na ekotoksyczność wód podziemnych. Projekt pilotowy (realizowany w roku 2003; dotowany przez WFOŚ w Gdańsku)

30 Składowiska odpadów komunalnych w województwie pomorskim (wg raportu WIOŚ 2000) ustawa o odpadach (Dz.U. Nr 96/97, poz.592 z dnia 27 czerwca 1997) - wprowadza nową klasyfikację odpadów i konieczność ich ewidencjonowania, zmierza do uporządkowania gospodarki odpadami. Lp Składowisko/Gmina/Powiat Rok Powierzchnia / Objętość [tys.m3] Uszczelnienie uruchomienia / Składowanie [tys.mg] 1. Bądki / Gardeja / Kwidzyń / / brak 2. Bierkowo / Słupsk / Słupsk / b.d. / 62.2 Popioły, PEHD 3. Czarnówko / Lębork / Lębork / b.d. / 22.5 PEHD 4. Linowiec / Starogard Gd. / Starogard Gd / / PEHD 5. Lucin / Łeba / Lębork / b.d. / 17.1 brak 6. Minieta / Dzierzgoń / Malbork 1992/ / / 14.1 PEHD 7. Rokitki / Tczew / Tczew / b.d. / 21.0 brak 8. Ropuchy / Pelplin / Tczew / 75.0 / glina 9. Rybska Karczma / Gniewino / Wejherowo / / glina 10. Swarzewo / Puck / Puck / / 21.6 brak 11. Agnowice / Chojnice / Chojnice (8.53) / / 12.2 PEHD b.d. brak danych PEHD - uszczelnienie folią polietylenową wysokiej gęstości (Polyethylene High Density)

31 Obowiązkowy monitoring parametrów fizykochemicznych wód podziemnych wokół składowisk. LUCIN SWARZEWO HELSINKI COMMISSION Baltic Marine Environment Protection Commission Minutes of the 23rd Meeting Helsinki, Finland; 5-7 March 2002, HELCOM 23/2002 BIERKOWO RYBSKA KARCZMA HELCOM RECOMMENDATION 23/10 *) Adopted 6 March 2002 having regard to Article 20, Paragraph 1 b) of the Helsinki Convention REDUCTION OF DISCHARGES AND EMISSIONS FROM PRODUCTION AND FORMULATION OF PESTICIDES LINOWIEC BĄDKI ROKITKI HELCOM RECOMMENDATION 23/11 *) Adopted 6 March 2002 having regard to Article 20, Paragraph 1 b) of the Helsinki Convention REQUIREMENTS FOR DISCHARGING OF WASTE WATER FROM THE CHEMICAL INDUSTRY 1) HELCOM RECOMMENDATION 23/12 *) Adopted 6 March 2002 having regard to Article 20, Paragraph 1 b) of the Helsinki Convention REDUCTION OF DISCHARGES AND EMISSIONS FROM PRODUCTION OF TEXTILES 1) 1. Geograficzne rozmieszczenie składowisk odpadów komunalnych objętych badaniami ekotoksykologicznymi organizm nazwa testu norma toksyczność ostra Daphnia magna Daphtoxkit F Magna (Crustacean Toxicity Screening Test for Freshwater) ISO 6341 Testy MicroBio przeprowadzono zgodnie z zaleceniami producenta. Vibrio fischeri ToxAlert 100 (Merck, Germany) ISO 11348:1996 Daphnia magna toksyczność chroniczna oznaczanie toksyczności chronicznej wobec skorupiaka Daphnia magna ISO RECOMMENDS to the Governments of the Contracting Parties that they apply the following requirements to chemical industries producing waste water which is discharged into waters or municipal sewerage systems 2.3 Toxicity Tests For plants discharging into water bodies the toxicity effect of the waste water should be determined by two toxicity tests which could be chosen out of the following four toxicity tests: Toxicity to Fish TU(fish, 96 h) 2 Toxicity to Daphnia TU(daphnia,48 h) 8 Toxicity to Algae TU(algae, 72h) 16 Toxicity to Bacteria TU(Vibrio fischeri, 0,5 h ) 8 Where for this Recommendation TU(testing organism, required acute toxicity testing time) = concentration of the substance to be tested / NOEC. For a waste water testing this equation can be written as follows: TU = 100 / no effects dilution rate (%) of waste water. The no effect dilution rate should be observed with standard toxicity tests. The CEN, ISO or OECD acute toxicity testing standards should be used. E.g. for daphnia criteria TU 8 means that the sewage water should be of such quality that it has to be diluted at the highest by 1:7 in order achieve a level of no effect concentration in a standard acute toxicity test for daphnia (where the testing time is 48 h). Acute toxicity testing should be carried out at least for two of the four above presented organisms.

32 Klasyfikacja ekotoksykologiczna osadów wg F. Krebsa. najwyŝszy poziom rozcieńczenia bez efektu toksyczności próbka nierozcieńczona współczynnik rozcieńczenia wartość pt klasa toksyczności klasyfikacja osadów pod katem zarządzania kod kolorów : I I 1: II II 1: III III 1: IV IV 1: V V (1:64) VI VI 0 0 1:2 1:4 1:8 1:16 1:32 1:64 I II III ,5 31,25 15,625 ML/1000ML IV V VI rozcieńczenie pierwotnej próbki trzy-poziomowy system oceny brak zagroŝenia (unproblematic) na granicy zagroŝenia (critical) stwarzający zagroŝenie (hazardous)

33 Piezometr Klasyfikacja odcieków ze składowisk wg rozporządzenia MŚ wg Helcom wg Krebsa składowisko Bądki P1 ( ) I P2 ( ) brak dostępu do I P3 ( ) dokumentacji 0 P3 ( ) II P4 ( ) 0 składowisko Bierkowo P1 ( ) brak dostępu do 0 P5 ( ) dokumentacji 0 składowisko Linowiec P2 ( ) V III P2 ( ) V IV P6 ( ) V VI P6 ( ) V VI P7 ( ) V I P7 ( ) V I P8 ( ) V 0 P8 ( ) V VI P9 ( ) IV 0 P9 ( ) IV II P10 ( ) IV 0 P10 ( ) IV II składowisko Lucin P1a ( ) V II P2 ( ) V III P3a ( ) V III składowisko Rokitki P1 ( ) III I P2 ( ) IV I P3 ( ) IV I P4 ( ) V I P5 ( ) V I składowisko Rybska Karczma P1 ( ) II I P2 ( ) II 0 P3 ( ) II 0 P3 ( ) II 0 składowisko Łebcz P1 ( ) III 0 P1 ( ) III I P2 ( ) III 0 P2 ( ) III 0 P3 ( ) II 0 P3 ( ) V* 0 P4 ( ) II 0 P4 ( ) II 0 klasyfikacja wód podziemnych wg rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r w sprawie klasyfikacji stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód (Dz.U. Nr 32, poz. 284). system klasyfikacji wg F. Krebsa (The ptvalue as a classification index in aquatic toxicology. GIT Edition Umweltanalytik-Umweltschutz 1, (1988)) zalecenia Komisji Helsińskiej (HELCOM RECOMMENDATION 23/10, 23/11 i 23/12, Adopted 6 March 2002): ścieki powinny być takiej jakości by przy rozcieńczeniu 1:7 (12,5%) nie był obserwowany efekt toksyczności ostrej dla organizmów Daphnia magna i dla Vibrio fischerii.

34 Piezometr Klasyfikacja odcieków ze składowisk parametry parametry ekotoksykologiczne fizykochemiczne wg rozporządzenia MŚ wg Helcom wg Krebsa składowisko Bądki P1 ( ) I P2 ( ) brak dostępu do I P3 ( ) dokumentacji 0 P3 ( ) II P4 ( ) 0 składowisko Bierkowo P1 ( ) brak dostępu do 0 P5 ( ) dokumentacji 0 składowisko Linowiec P2 ( ) V III P2 ( ) V IV P6 ( ) V VI P6 ( ) V VI P7 ( ) V I P7 ( ) V I P8 ( ) V 0 P8 ( ) V VI P9 ( ) IV 0 P9 ( ) IV II P10 ( ) IV 0 P10 ( ) IV II składowisko Lucin P1a ( ) V II P2 ( ) V III P3a ( ) V III składowisko Rokitki P1 ( ) III I P2 ( ) IV I P3 ( ) IV I P4 ( ) V I P5 ( ) V I składowisko Rybska Karczma P1 ( ) II I P2 ( ) II 0 P3 ( ) II 0 P3 ( ) II 0 składowisko Łebcz P1 ( ) III 0 P1 ( ) III I P2 ( ) III 0 P2 ( ) III 0 P3 ( ) II 0 P3 ( ) V* 0 P4 ( ) II 0 Wykonane badania wskazują, Ŝe nie istnieje prosta korelacja pomiędzy klasyfikacją czystości wód w oparciu o badania parametrów fizykochemicznych a ich jakością ekotoksykologiczną. Przykład I Przekroczenia wartości dopuszczalnej takich parametrów jak: mętność, barwa, Fe i Cl sprawiają, Ŝe wody podziemne są zakwalifikowane do V klasy, podczas gdy ich jakość ekotoksykologiczna jest bardzo dobra.

35 Piezometr Klasyfikacja odcieków ze składowisk parametry parametry ekotoksykologiczne fizykochemiczne wg rozporządzenia MŚ wg Helcom wg Krebsa składowisko Bądki P1 ( ) I P2 ( ) brak dostępu do I P3 ( ) dokumentacji 0 P3 ( ) II P4 ( ) 0 składowisko Bierkowo P1 ( ) brak dostępu do 0 P5 ( ) dokumentacji 0 składowisko Linowiec P2 ( ) V III P2 ( ) V IV P6 ( ) V VI P6 ( ) V VI P7 ( ) V I P7 ( ) V I P8 ( ) V 0 P8 ( ) V VI P9 ( ) IV 0 P9 ( ) IV II P10 ( ) IV 0 P10 ( ) IV II składowisko Lucin P1a ( ) V II P2 ( ) V III P3a ( ) V III składowisko Rokitki P1 ( ) III I P2 ( ) IV I P3 ( ) IV I P4 ( ) V I P5 ( ) V I składowisko Rybska Karczma P1 ( ) II I P2 ( ) II 0 P3 ( ) II 0 P3 ( ) II 0 składowisko Łebcz P1 ( ) III 0 P1 ( ) III I P2 ( ) III 0 P2 ( ) III 0 P3 ( ) II 0 P3 ( ) V* 0 P4 ( ) II 0 Przykład II anilina Chromatogram uzyskany w wyniku analizy próbki wody podziemnej pobranej w dniu r. z piezometru P-6 (składowisko w Linowcu) z wykorzystaniem techniki GC-MS chlorobenzen dibutyloftalan NajwyŜszą toksyczność ostrą wykazują próbki wód z piezometru P6 (VI klasa jakości ekotoksykologicznej) Jednocześnie ich jakość oceniona w oparciu o parametry fizykochemiczne jest równie zła (V klasa przekroczone parametry to: zawartość azotu amonowego i fenoli). Szczegółowe badania chemiczne pozwoliły zidentyfikować silnie toksyczne związki takie jak anilina i chlorobenzen. Wydaje się, Ŝe klasyfikacja jakości wód wykonana w oparciu o parametry fizykochemiczne nie oddaje faktycznego zagroŝenia związanego z chemicznym zanieczyszczeniem wód podziemnych. Monitoring powinien być uzupełniony o badania ekotoksykologiczne.

36 Ocena ekotoksykologiczna wykonana w ramach Raportu oddziaływania na wody morskie oczyszczonych ścieków z komunalnej oczyszczalni Gdańsk Wschód wprowadzonych do Zatoki Gdańskiej kolektorem podmorskim w odległości 2,5 km od brzegu (realizowany w latach ; wykonana na zlecenie Gminy Miasta Gdańska)

37 54.50 W Gdynia G O Sopot B H Zatoka Gdańska Gulf of Gdańsk Mapa punktów pobierania próbek Map of sampling sites Gdańsk Kiezmark U K K U miejsce pobierania próbek sampling site Wisła Vistula km organizm nazwa testu norma wody powierzchniowe Vibrio fischeri (toksyczność ostra) ToxAlert 100 (Merck, Germany) ISO 11348:1996 Artemia salina (toksyczność ostra) ArtoxKit M wg. instrukcji producenta ścieki Vibrio fischeri (toksyczność ostra) ToxAlert 100 (Merck, Germany) ISO 11348:1996 Artemia salina (toksyczność ostra) ArtoxKit M wg. instrukcji producenta

38 ToxAlert Vibrio fischeri 0 m 5 m 10 m 15 m listopad 2002 czerwiec 2003 lipiec 2002 uruchomienie zrzutu ścieków oczyszczonych do Zatoki Gdańskiej luty 2003 zrzutu ścieków oczyszczonych o toksyczności 100%

39 skorupiak - Artemia salina 0 m 5 m 10 m 15 m czerwiec 2003 luty 2003 listopad 2002 lipiec 2002

40 GOSPODARKA ŚCIEKAMI HATFIELD TOWNSHIP, PA oczyszczalnia ścieków /6,4 milionów galonów dziennie/ program badania kontroli jakości ścieków; Test Microtox / 2% próbka ścieków/ zasilanie w ścieki z 6 znaczących zakładów przemysłowych i wielu drobnych zakładów; ścieki nietoksyczne z komunalnych wysypisk i nietoksyczne ścieki z procesów przemysłowych; przed biologicznym oczyszczaniem, w celu ochrony złoŝa, wstępnie ścieki są oczyszczane; ładunek jest testowany przed wprowadzeniem; badane jest ph i na próbce 2% test Microtox. < 50% redukcji luminescencji nie wymaga dalszych badań, standardowa opłata za usługę oczyszczania ścieków > 50% redukcji luminescencji wymaga dalszych badań w celu oceny stopnia zanieczyszczenia ścieków i ustalenia wysokości opłaty

41 Ocena stanu ekologicznego Jeziora Turawskiego w celu opracowania działań na rzecz jego poprawy (realizowany w latach ; współfinansowany przez Biuro Pełnomocnika Rządu do Spraw Programu dla Odry 2006 i WFOŚ w Opolu ) metal As Hg Cd Pb Cr Zn Cu Ni Fe Mn Al metal concentration (bulk sediment samples), mg/kg d.m. Min n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d Max Means metal concentration (size fraction < 63 µm), mg/kg d.m Min n.d. n.d. n.d Max Means Geochemical level StęŜenie Zn, Cd i Pb około 800 razy przewyŝsza tło geologiczne, Cu 9 razy, As, Hg około 7 razy i Cr 1,2.

42 Mała Panew River inlet dam N Toksyczność pierwszej warstwy osadów dennych Jeziora Turawskiegi wobec małŝoraczka Heterocypris incongruens

43 Wyniki pomiarów toksyczności ostrej wobec bakterii Vibrio fischeri i toksyczności chronicznej wobec skorupiaka Heterocypris incongruens przeprowadzone dla próbek odpadów poprodukcyjnych z Huty Mała Panew w Ozimku. Numer próbki ph ekstraktu ostra wobec Vibrio fisherii ph po regulacji zahamowanie luminescencji [%] TOKSYCZNOŚĆ NOEC [%] EC50 (30 min) [%] chroniczna wobec Heterocypis incongruens średni przyrost długości po 6 d. [µm] zahamowanie wzrostu [%] śmiertelność [%] 1 10,61 6, , ,72 7, , ,36 7, martwe martwe ,91 7, ,50 6,96 99 ~0 2 martwe martwe ,92 6,44 99 ~0 ~

44 Biodostępność wymywalność [%] V.f.: NT H: z.w-73% ś 80% Cd mg/kg Zn 7208 mg/kg Wymywalność Pb, Cd, Zn. Ni, Cr z osadów dennych Jeziora Turawskiego V.f.: NT H: z.w-47% ś 0% Cd - 1 mg/kg Zn 50 mg/kg Cd mg/kg Zn 3854 mg/kg 20 0 TZB12/3 TZB13/1 TZB14/1 TZB20/1 TZB20/2 TZB20/3 TZB64/1 TZB74/1 TZB74/2 TZB74/3 Pb Cd Zn Ni Cr Badania przeprowadzone przez zespół pod kierunkiem prof. M. Protasowickiego; Katedra Toksykologii, Akademia Rolnicza w Szczecinie.

45 Litogeneza i geochemia osadów dna i strefy brzegowej Zalewu Szczecińskiego (projekt zamawiany przez MOŚ, finansowany przez NFOŚiGW) Realizacja 2007 ZPD ZPD003 ZPD002 Lokalizacja próbek o najwyŝszej toksyczności wobec: bakterii Vibrio fischeri skorupiaka Thamnocephalus platyurus rośliny Lepidium sativum ZPD017 ZPD031 ZPD032 ZPD045 ZPD044 ZPD060 ZPD058 ZPD061 ZPD-173 ZPD076 ZPD077 ZPD092 ZPD091 ZPD104 ZPD103 ZPD105 ZPD118 ZPD119 ZPD122 ZPD004 ZPD006 ZPD005 ZPD008 ZPD007 ZPD010 ZPD009 ZPD011 ZPD013 ZPD012 ZPD015 ZPD014 ZPD016 ZPD018 ZPD020 ZPD019 ZPD022 ZPD021 ZPD024 ZPD023 ZPD026 ZPD025 ZPD028 ZPD027 ZPD029 ZPD030 ZPD034 ZPD033 ZPD036 ZPD035 ZPD038 ZPD037 ZPD040 ZPD039 ZPD042 ZPD041 ZPD043 ZPD047 ZPD046 ZPD049 ZPD048 ZPD051 ZPD050 ZPD053 ZPD052 ZPD055 ZPD054 ZPD057 ZPD056 ZPD059 ZPD063 ZPD062 ZPD065 ZPD066 ZPD064 ZPD068 ZPD067 ZPD070 ZPD069 ZPD073 ZPD071 ZPD074 ZPD072 ZPD075 ZPD079 ZPD078 ZPD081 ZPD080 ZPD083 ZPD082 ZPD085 ZPD084 ZPD087 ZPD086 ZPD089 ZPD088 ZPD090 ZPD094 ZPD093 ZPD096 ZPD095 ZPD098 ZPD097 ZPD100 ZPD099 ZPD102 ZPD101 ZPD106 ZPD107 ZPD109 ZPD108 ZPD111 ZPD110 ZPD113 ZPD112 ZPD115 ZPD114 ZPD117 ZPD116 ZPD121 ZPD120 ZPD124 ZPD123 ZPD127 ZPD126 ZPD125 ZPD129 ZPD128 Dziwna ZPD140 ZPD143 ZPD139 ZPD138 ZPD151 ZPD137 ZPD150 ZPD136 ZPD149 ZPD130 ZPD133 ZPD132 ZPD135 ZPD134 ZPD142 ZPD148 ZPD147 ZPD141 ZPD146 ZPD145 ZPD131 ZPD ZPD158 ZPD157 ZPD156 ZPD155 ZPD154 ZPD153 ZPD152 Toksyczność próbek osadów dennych pochodzących z Zalewu Szczecińskiego wobec organizmów wskaźnikowych Efekt [%] Klasa toksyczności <25 nietoksyczna 25,1-50 niska toksyczność 50,1-75 toksyczna 75,1-100 wysoka toksyczność ZPD164 ZPD163 ZPD162 ZPD161 ZPD165 ZPD160 ZPD159 ZPD166 ZPD167 ZPD169 ZPD168 ZPD170 ZPD171 ZPD

46 WODY OPADOWE Dachy wykonane z dachówki ceramicznej Próbki pobierane: Dachy nowe Dachy stare parameter Badania wykonano pod kierunkiem dr hab. śanety Polkowskiej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska temperature [ o C] ph 6,7 6,2 6,8 6,7 7,1 6,6 6,4 6,9 Cl - [mg/dm 3 ] 2,93 0,83 2,88 0,21 2,74 0,34 1,01 0,26 NO 3 - [mg/dm 3 ] 1,70 1,27 15,30 2,52 4,33 1,15 4,66 2,96 SO 4 2- [mg/dm 3 ] 13,20 7,57 20,80 4,05 17,30 5,15 15,60 5,98 Zn [µg/dm 3 ] Cu [µg/dm 3 ] ND Cd [µg/dm 3 ] 0,1 0,2 0,4 ND ND 1,1 ND ND Pb [µg/dm 3 ] ND ND ND 5 3 sum of pesticides [µg/dm 3 ] 0,85 1,77 0,38 0,37 0,00 0,64 0,49 0,47 toxicity [%] temperature [ o C] ph 6,9 7,2 7,1 6,9 7,2 7,4 7,6 7,3 Cl - [mg/dm 3 ] 11,70 1,29 2,91 1,50 0,99 0,79 1,39 3,37 NO 3 - [mg/dm 3 ] 8,53 6,10 61,60 7,30 4,66 2,85 12,70 4,17 SO 4 2- [mg/dm 3 ] 183,00 17,10 432,00 136,60 90,51 38,50 72,70 85,80 Zn [mg/dm 3 ] Cu [mg/dm 3 ] Cd [mg/dm 3 ] 1,2 0,6 ND 3,7 ND 1,4 ND 1,0 Pb [mg/dm 3 ] ND 4 ND 11 5 sum of pesticides [mg/dm 3 ] ND 1,52 1,67 0,39 ND 0,46 0,00 0,56 toxicity [%]

47 ZaleŜność stęŝenia Zn w wodach spływnych i ich toksycznością (wszystkie przebadane próbki wód opadowych) decrease of luminescence [%] Zn concentration [µg/dm3]

48 WODY OPADOWE toxicity [%] new roof ZaleŜność pomiędzy stęŝeniem Zn i toksycznością toxicity [%] old roof y = 0,0354x - 0,1192 R 2 = 0,5994 concentration µg/dm y = 0,0445x + 0,0179 R 2 = 0, concentration µg/dm

49 Gospodarka urobkiem Zgodnie z rozporządzeniem monitorowanie substancji niebezpiecznych w urobku, ograniczone jest do: metali cięŝkich (As, Cr, Zn, Cd, Cu, Ni, Pb, Hg), WWA PCB Wydobyty, w trakcie pogłębiania akwenów wodnych, urobek stanowi, zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska odpad (o kodzie 17 05) [Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. z dnia 8 października 2001 r.)] Urobek zanieczyszczony jest traktowany jako odpad niebezpieczny (kod *) i podlega odpowiednim procedurom postępowania z odpadami niebezpiecznymi. nie wyczerpuje wszystkich występujących w osadach związków toksycznych (chociaŝby obecność TBT) i ich współoddziaływania.

50 W Niemczech badania urobku obejmują takŝe badania ekotoksykologiczne Directives for the Management of Dredged Material from Waters within the Jurisdiction of the German Federal Waterways and Shipping Administration HABAB-WSV 2000, HABAK-WSV 1999.

51 We Włoszech... Monitoraggio del fiume Bormida SAGGIO DI TOSSICITA ACUTA CON BATTERI BIOLUMINESCENTI Test di screening Screening test % = procent spadku bioluminescencji EC50 unita tossiche (jednostki toksyczności TU = [1/L(E)C50]x100) Valutazione (klasyfikacja) < 25% Assenza di effetto tossico (Brak efektu toksyczności) 25-50% > 100% < 1 Effetto debolmente tossico (Brak efektu toksyczności) > 50% % 1-10 Effetto tossico (efekt toksyczności) 10-1% Effetto molto tossico (Efekt średniej toksyczności) < 1% > 100 Effetto estremamente tossico (Efekt wysokiej toksyczności)

52 TOXICITY CLASSIFICATION SYSTEM WITH MICROBIOTESTS PERSOONE ET AL. Praktyczna i prosta klasyfikacja poziomu toksyczności wód pitnych i ścieków przy uŝyciu systemów Microbiotest. Guido Persoone, Blahoslav Marsalek, Irina Blinova, Andrea Törökne, Dzidra Zarina, Levonas Manusadzianas, Grzegorz Nałęcz-Jawecki, Lucica Tofan, Nadejda Stepanova, Livia Tothova, Boris Kolar. Environmental Toxicology 18(6): (2003)

53

54 Whole-effluent assessment (ocena zrzutu w całości) status na rok 1998 w Holandii Toksyczność ostra Toksyczność chroniczna Bioakumulacja Mutagenność Trwałość Identyfikacja zagroŝeń Metody Dostępne dla czterech poziomów troficznych, dla wody słodkiej i zasolonej Dostępne róŝnorodne testy dla wody słodkiej i zasolonej Trzy potencjalne techniki w stadium eksploracji Dostępne róŝnorodne testy Dostępne róŝnorodne testy Potencjalne metody i techniki w stadium eksploracji Metody zwalidowane Badania na próbkach rzeczywistych Powszechne w uŝyciu Zostały wprowadzone dokumentem rządowym (FWVO 97.03) Wykorzystywane w ograniczonej skali Wykorzystywane w ograniczonej skali Wykorzystywane w ograniczonej skali Wykorzystywane w ograniczonej skali Wykorzystywane w ograniczonej skali M. Tonkes, H. Pols, H. Warmer, V. Bakker RIZA-report , Lelystad, October 1998 Nie stosowano Nie stosowano Nie stosowano Nie stosowano Nie stosowano WdroŜenie Nie stosowane powszechnie. Tylko w wybranych gałęziach przemysłu (CIW/CUWVO rekomendacje) Nie stosowano Nie stosowano Nie stosowano Nie stosowano Nie stosowano

55 W Holandii... CIPAC International Symposium 2005, Utrecht, Netherlands Bioassays & biomarkers: the missing link in the EU Water Framework Directive Ron van der Oost DWR Waterproef, Amsterdam, Netherlands Department of Environmental Toxicology, DWR Waterproof: Institute for Water Management and Sewerage, Amsterdam, The Netherlands

56 Ocena jakości środowiska Ocena parametrów chemicznych Ocena parametrów ekotoksykologicznych Ocena efektów ekologicznych (biomonitoring)

57 Podziękowania dla wszystkich współpracowników biorących udział w badaniach Dziękuję za uwagę Lidia Wolska lidiawolska@gumed.edu.pl