Μεθοδολογία δειγματοληψιών σε μεταβατικά Υδατικά Σώματα

Απαραίτητα στοιχεία εκτίμησης της οικολογικής ποιότητας, σύμφωνα με την ΟΠΥ, είναι τα παρακάτω:

Βιολογικά στοιχεία ποιότητας

  • Φυτοπλαγκτό: φυτοπλαγκτονική βιομάζα.
  • Βενθικά μακρόφυτα: είδη δείκτες ευαίσθητοι στη ρύπανση , ποσοστό κάλυψης μακροφύτων.
  • Μακροασπόνδυλα: δείκτες ευαίσθητοι στη ρύπανση.
  • Ιχθυοπανίδα: δείκτες/παράμετροι ευαίσθητοι/ες στην ρύπανση.

Υδρομορφολογικά στοιχεία ποιότητας

  • Καθεστώς παλίρροιας, κυρίαρχα ρεύματα (κατεύθυνση και ταχύτητα), έκθεση στον κυματισμό.
  • Μορφολογικές συνθήκες, διακύμανση βάθους, δομή και υπόστρωμα του βυθού και δομή και κατάσταση της ενδο-παλιρροϊκής ζώνης.

Φυσικοχημικά στοιχεία ποιότητας

  • Γενικά φυσικοχημικά στοιχεία, συγκεντρώσεις θρεπτικών (νιτρικά-νιτρώδη, φωσφορικά, αμμωνιακά, ολικός φώσφορος, ολικό άζωτο), θερμοκρασία, ισοζύγιο οξυγόνου, διαφάνεια, αλατότητα, κατάσταση οξύνισης (pH).

Για την εκτίμηση της χημικής κατάστασης παρακολουθούνται ειδικοί συνθετικοί ρυπαντές, ουσίες προτεραιότητας και άλλες ουσίες.

Συχνότητα δειγματοληψιών​

σε 29 σταθμούς μεταβατικών υδάτων

  • οι οποίοι εντάσσονται στην επιχειρησιακή παρακολούθηση και παρακολουθούνται ανά διετία 
  • τρεις (3) σταθμούς εποπτικής παρακολούθησης που θα παρακολουθηθούν άπαξ κατά τη διάρκεια του έργου (Παράρτημα Ι, Η6). 

Αναλυτικά

ΦΥΤΟΠΛΑΓΚΤΟ

Χλωροφύλλη-α

Οι δειγματοληψίες πραγματοποιούνται στην επιφάνεια (20-50cm βάθος). Η συλλογή του θαλασσινού νερού γίνεται χειρωνακτικά σε πλαστικές φιάλεςτου ενός λίτρου.

Για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης χλωροφύλλης-α, σε κάθε δείγμα, πραγματοποιείται διήθηση ορισμένου όγκου νερού σε ηθμούς (φίλτρα) WhatmanGF/F. Τα φίλτρα καταψύχονται σε θερμοκρασία -200C έως ότου αναλυθούν στο εργαστήριο.

Στα 100ml νερού που προορίζονται για τη μικροσκοπική ανάλυση της σύνθεσης του φυτοπλαγκτού, προστίθεται αμέσως 1ml ιωδιούχου διαλύματος Lugol και τα δείγματα διατηρούνται σε ψυγείο (40C) έως ότου αναλυθούν στο εργαστήριο.

Η χλωροφύλλη α (Chl α) προσδιορίζεται με φθορισίμετροTURNERTD 700 κατά Holm-Hansenetal. (1965)1 και η σύνθεση των πληθυσμών φυτοπλαγκτού κατά Utermöhl (1958)[1], σε ανάστροφο μικροσκόπιο (OLYMPUSIX70), εξοπλισμένο με σύστημα ανάλυσης εικόνας ImagePro.

Η ανάλυση, σε ό,τι αφορά στο φυτοπλαγκτό, γίνεται σε ειδικούς θαλαμίσκους καθίζησης των 25ml, όπου κάθε υπο-δείγμα παραμένει τουλάχιστον για 24 ώρες και κατόπιν εξετάζεται σε ανάστροφο μικροσκόπιο. Τα δείγματα αναλύονται ποιοτικά (είδος κυττάρων ανά δείγμα) και ποσοτικά (αριθμός κυττάρων ανά λίτρο νερού, κυττ/l), για τον προσδιορισμό των κυριοτέρωνφυτοπλαγκτονικών ομάδων (διάτομα,  δινομαστιγωτά, κοκκολιθοφόρα, κυανοφύκη, μαστιγωτά>5μm, κρυπτοφύκη,  πρασινοφύκη, ευγληνοφύκη) και της παρουσίας κυττάρων<5μm, των οποίων η καταμέτρηση δεν είναι ακριβής με την παρούσα μεθοδολογία. Σε κάθε σταθμό επισημαίνεται η παρουσία δυνητικά τοξικών μορφών.

Η αναγνώριση των φυτοπλαγκτονικών ειδών γίνεται σύμφωνα με τους Hoppenrath et al. (2009)[2]Avancini et al. (2006)[3], Bernard –Therriault et al. (1999)[4], Lassus (1980)[5], Rampi& Bernhard (1981)[6], Tomas(1997)[7].

Δείκτης οικολογικής ποιότητας μεταβατικών συστημάτων σύμφωνα με το φυτοπλαγκτό

Για την εκτίμηση της ποιότητας των μεταβατικών υδάτων, σύμφωνα με τη σύνθεση των πληθυσμών φυτοπλαγκτού, χρησιμοποιείται πιλοτικά ο δείκτης MPI – Multimetric Phytoplankton Index, ο οποίος προτείνεται για τα μεταβατικά ύδατα από την ομάδα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Mediterranean Geographical Intercalibration Groups (MediterraneanGIG), στην οποία συμμετέχει και η Ελλάδα. Στο σημείο αυτό πρέπει ένα αναφερθεί ότι για να αξιολογηθεί και πιστοποιηθεί η καταλληλότητα του δείκτη αυτού για τα Ελληνικά μεταβατικά συστήματα πρέπει να δοκιμαστεί με δεδομένα από περισσότερες και πλέον συστηματικές δειγματοληψίες. Ο δείκτης MPI ενσωματώνει τέσσερεις επί μέρους δείκτες και αφορά σε τέσσερις παραμέτρους:

(α) επικράτηση των ειδών, που υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον δείκτη Hulburt (Hulburt’s index, Hulburt, 1963[8]),
(β) συχνότητα που καταγράφονται ανθίσεις φυτοπλαγκτού στο σύνολο των δειγμάτων από κάθε σταθμό,
(γ) δείκτης Menhinick (Menhinick’s index, Whittaker, 1977 [9]), και
(δ) συγκέντρωση χλωροφύλλης.

Για να καθοριστεί ο λόγος της οικολογικής ποιότητας (EQR) για κάθε μία από τις παραπάνω παραμέτρους χρησιμοποιούνται οι αντίστοιχες τιμές αναφοράς ανά παράμετρο/τύπο λιμνοθάλασσας.

Ο δείκτης MPI προκύπτει υπολογίζοντας το μέσο όρο των λόγων της οικολογικής ποιότητας των επιμέρους δεικτών.

Ο δείκτης MPI εφαρμόζεται έως τώρα για δύο τύπους λιμνοθαλασσών (α) κλειστές (choked) και (β) περιορισμένες (restricted).

Οι συνθήκες αναφοράς και τα όρια για τους δύο τύπους λιμνοθαλασσών, συνοψίζονται στους παρακάτω πίνακες:

Πίνακας 1. Τιμές αναφοράς
 100-Hulburt100-Bloom FrequencyMenhinickChlorophyll a
Choked reference conditions50800,0121
Restricted-reference conditions50800,0070,8
     
Πίνακας 2. Οικολογική ποιότητα βάσει των τιμών του δείκτη MPI
 H/GG/MM/PP/B
Choked-boundaries0,780,490,250,04
Restricted-boundaries0,820,540,300,07

Σημείωση: Μόνο οργανισμοί οι οποίοι έχουν αναγνωριστεί σε επίπεδο είδους μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της αφθονίας των κυττάρων. Ωστόσο, γίνεται αποδεκτή και η αναγνώριση ενός συγκεκριμένου μορφοτύπου που ανήκει σε συγκεκριμένο γένος, π.χ. Naviculasp. 1, Cryptophyceaesp. 1. Πολλαπλά απροσδιόριστα είδη που ανήκουν στο ίδιο γένος, π.χ. Cryptophyceaespp, flagellates, κ.λπ., δεν περιλαμβάνονται στους υπολογισμούς σχετικά με την αφθονία, αλλά καταγράφονται ως ενιαία ομάδα “απροσδιόριστα είδη” ώστε να χρησιμοποιηθούν κατάλληλα, σύμφωνα με όσα ορίζουν οι επί μέρους δείκτες.

[1] Utermohl, H., (1958). Zurvervollkommnung der quantitativen Phytoplankton Methodik. Mitt. Int. Ver. Theor. Angew. Limnol., 9: 1-38.
[2] Hoppenrath, M., Elbrächter, M., &Drebes, G. (2009). Marine phytoplankton: Selected Microphytoplankton Species from the North Sea Around Helgoland and Sylt.  E. Schweitzerbart’sche Publishers, Stuttgart, Germany, 264 pp.
[3] Avancini, M., Cicero, A.M., Di Girolamo, I., Innamorati, M., Magaletti, E., and SertorioZunini T. (2006) Guida al riconoscimentodelplanctondeimariitaliani, Vol. I – Fitoplancton. Ministerodell’Ambiente e dellaTutela delTerritorio e del Mare – ICRAM, Roma, 503 pp.
[4] Bérard-Therriault, L., Poulin, M. and Bossé, L. (1999). Guide d’identification du phytoplanctonmarin de l’estuaire et du Golfe du Saint-Laurent incluantégalementcertainsprotozoaires. Publication SpécialeCanadienne des Sciences HalieutiquesetAquatiques, 128: 1-387.
[5] Lassus, P., (1980). Mise a four des donees sur les organismesrepousablesd’eau rouge. Extension an micro-planctonproduisant des toxins. Institutscientifiqueet technique des pescesmaritimes, 137pp.
[6] Rampi, L. & Bernhard, M., (1981). Chiave per la determinazionedellecoccolithoforideemediterranee. ComitatoNazionaleEnergiaNucleare, CNEN-RT/BIO(81)13, 98pp.
[7] Tomas C. (Editor) (1997). Identifying Marine Phytoplankton. Academic Press, San Diego. 858 pages.
[8] Hulburte M. (1963). Distribution of phytoplankton and its relationship to hydrography, between Southern New England and Venezuela. J. Mar. Res., 24: 67-81.
[9] Whittaker R.H. (1977). Evolution of species diversity in land communities. In: Hecht MH, Steere WC, Wallace B (eds) Evolutionary biology, Vol 10. Plenum, New York, p 1– 67.

ΒΕΝΘΙΚΑ ΜΑΚΡΟΦΥΤΑ

Σε κάθε λιμνοθάλασσα πραγματοποιείται αναγνώριση και χαρτογράφηση (κατά προσέγγιση) των κύριων τύπων ενδιαιτημάτων (1-βυθισμένα αγγειόσπερμα ή αγγειόσπερμα με μακροφύκη-κυανοβακτήρια, 2-μακροφύκη-κυανοβακτήρια, 3-βυθός χωρίς βλάστηση) και της έκτασης που αυτά καταλαμβάνουν. Από τα δύο ενδιαιτήματα με βλάστηση (1, 2) επιλέγεται ένα ή και τα δύο (κρίση εμπειρογνώμονα) στα οποία θα πραγματοποιηθούν οι δειγματοληψίες. Σε κάθε ενδιαίτημα επιλέγονται ένας ή δύο σταθμοί δειγματοληψίας (site: 15 x 15 m), στον οποίο ή στους οποίους η κάλυψη της βενθικής βλάστησης είναι μεγαλύτερη από 10%. Από κάθε σταθμό, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση 100-1000 μέτρα από τον άλλον, συλλέγονται 4-5 τυχαία δείγματα (8-10 σύνολο) για την ανάλυση της βενθικής χλωρίδας. Τα δείγματα των βενθικών μακροφύτων συλλέγονται από τον πυθμένα των μεταβατικών υδάτων σε βάθη από 0,2 μέχρι 1,5 m από την κατώτατη στάθμη του νερού. Η δειγματοληψία είναι συμβατική (“καταστροφική” δειγματοληψία), με τη χρήση πυρηνο-δειγματολήπτη (Box-corer) επιφάνειας 0,0289 cm2 (17cm x 17 cm x 15 cm, μήκος x πλάτος x ύψος) και πραγματοποιείται μεταξύ του τέλους της άνοιξης και του μέσου του καλοκαιρού κάθε έτους. Ένα επιπλέον αντιπροσωπευτικό δείγμα, σε μια θέση δειγματοληψίας, θα συλλέγεται για τον προσδιορισμό οργανικού άνθρακα και ολικού αζώτου στο ίζημα με στοιχειακό αναλυτή CHN. Όλα τα δείγματα που θα συλλέγονται στο πεδίο θα συντηρούνται σε δοχεία που περιέχουν διάλυμα θαλασσινού νερού και φορμόλης 4%, έως την περαιτέρω μεταφορά και επεξεργασία τους στο Εργαστήριο.

Η μελέτη και αναγνώριση των ταξινομικών μονάδων (taxa) των βενθικών μακροφύτων θα πραγματοποιείται στο εργαστήριο με χρήση στερεοσκοπίου και μικροσκοπίου σε επίπεδο λειτουργικής ομάδας και σε επίπεδο είδους. Όπου δεν είναι δυνατή η αναγνώριση σε επίπεδο είδους, τα μακροφύκη θα αναγνωριστούν σε επίπεδο γένους. Η ονοματολογία και η συστηματική κατάταξη των μακροφυκών θα πραγματοποιηθεί σύμφωνα με τη βάση δεδομένων algaebase www.algaebase.org.

Η μέτρηση της κάλυψης (coverage) του υποστρώματος από τα φυτά θα γίνει σύμφωνα με τους Orfanidis et al. 2008[1]. Γίνεται η διαλογή των φυτών σε κάθε δείγμα και η μερική επιφάνεια κάλυψης κάθε είδους (Ri) σε κάθετη προβολή ποσοτικοποιείται ως επί τοις εκατό κάλυψη στο σύνολο της επιφάνειας δειγματοληψίας. Για τα είδη με ασήμαντη κάλυψη θα δίνεται η συμβατική τιμή 0,01%. Η ολική κάλυψη (ΣRi) συνήθως υπερβαίνει το 100%, λόγω της παρουσίας πολλών ορόφων βλάστησης (όροφος αγγειοσπέρμων, θαμνώδης όροφος και επίφυτα).

Για την εκτίμηση της Οικολογικής Κατάστασης σε κάθε σταθμό δειγματοληψίας των βενθικών μακροφύτων θα χρησιμοποιηθεί ο «Δείκτης Οικολογικής Εκτίμησης» (ΕΕΙ-c) σύμφωνα με τους Orfanidis et al. (2011)11, GIG, 2013[2] και τις τροποποιήσεις που αναφέρονται παρακάτω. Πρόκειται για δείκτη μέτρησης της οικολογικής ποιότητας του θαλασσίου περιβάλλοντος βάσει των κύριων μορφολογικών, φυσιολογικών και κύκλου ζωής χαρακτηριστικών των βενθικών μακροφύτων. Έτσι, τα είδη της βενθικής βλάστησης χωρίζονται σε δύο (2) κύριες ευδιάκριτες οικολογικές ομάδες (Ecological Status Group I και II), οι οποίες στη συνέχεια χωρίζονται η κάθε μία ιεραρχικά σε τρεις οικολογικές υποομάδες. Η πρώτη οικολογική ομάδα (ESG I) διαιρείται σε τρεις υποομάδες, που περιλαμβάνουν (1) τα πολυετή αγγειόσπερμα (ΙΑ), (2) τους ετήσιους πληθυσμούς των αγγειοσπέρμων και τα παχιά δερματώδη πλαστικά είδη μακροφυκών (ΙΒ), και (3) τα σκιόφιλα πλαστικά είδη μακροφυκών (IC). Η δεύτερη οικολογική ομάδα (ESG IΙ) διαιρείται σε τρεις υποομάδες που περιλαμβάνουν (1) τα σαρκώδη αδρώς διακλαδισμένα καιροσκοπικά είδη μακροφυκών (ΙΙΑ), (2) τα νηματοειδή και φυλλοειδή καιροσκοπικά είδη μακροφυκών (ΙΙΒ), και (3) τα προσαρμοσμένα σε γλυκά και υφάλμυρα ύδατα είδη αγγειοσπέρμων (π.χ. Potamogeton) (ΙΙC). Τα κυριότερα οικολογικά χαρακτηριστικά των δύο βασικών οικολογικών ομάδων είναι:

  • Στην ESG I κατατάσσονται τα πολυετή σχετικώς βραδυαυξή αγγειόσπερμα ή δενδρόμορφα ή ενασβεστωμένα είδη μακροφυκών. Τα περισσότερα από αυτά είναι K-στρατηγικής ζωής, δηλαδή διαθέτουν χαμηλό δυναμικό αύξησης και αναπαραγωγής, αλλά υψηλή ανταγωνιστική ικανότητα σε περιβάλλοντα με σταθερές συνθήκες και χαμηλής περιβαλλοντικής υποβάθμισης, στα οποία και επικρατούν. Τα αγγειόσπερμα διαθέτουν ριζικό σύστημα μέσω του οποίου προμηθεύονται θρεπτικά συστατικά από το ίζημα. Τα είδη αυτά, εξαιτίας των αυστηρών απαιτήσεών τους ως προς τις περιβαλλοντικές συνθήκες, αποτελούν “δείκτες” καλής οικολογικής ποιότητας. Η συνολική αξία αυτής της οικολογικής ομάδας δίνεται με βάση το άθροισμα των υποομάδων ως ακολούθως:

    ESG I (% coverage) = [(IA*1)+(IB*0,8)+(IC*0,6)]

     

  • Στην ESG II κατατάσσονται τα εφήμερα ταχυαυξή νηματοειδή, φυλλοειδή και γενικότερα τα είδη των μακροφυκών με απλή δομή θαλλού. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν και τα προσαρμοσμένα σε γλυκά και υφάλμυρα ύδατα αγγειόσπερμα. Τα περισσότερα από αυτά τα είδη είναι r-στρατηγικής ζωής, δηλαδή διαθέτουν υψηλό δυναμικό αύξησης και αναπαραγωγής, παράγοντας μεγάλες ποσότητες σπορίων που τους δίνουν τη δυνατότητα να εκμεταλλεύονται κάθε ευκαιρία βλάστησης (ευκαιριακά-καιροσκοπικά είδη). Πολλά από τα είδη αυτά εμφανίζονται σε μεγάλες αφθονίες σε συνθήκες οργανικής ρύπανσης, εξαιτίας της αφθονίας των διαθέσιμων πόρων (π.χ. θρεπτικά άλατα), και αποτελούν «δείκτες» κακής οικολογικής ποιότητας. Η συνολική αξία αυτής της οικολογικής ομάδας δίνεται με βάση το άθροισμα των υποομάδων ως ακολούθως:

    ESG II (% coverage) = [(IIA*0,8)+(IIB*1)+(IIC*1)]

    Κάθε σταθμός δειγματοληψίας θα καταταχτεί σε μια απο τις κλάσεις οικολογικής ποιότητας με βάση την παρακάτω εξίσωση υπερβολής (βλ. επίσης εικόνα):

    p(x,y) = a + b*(x/100) + c*(x/100)2 + d*(y/100) + e*(y/100) + f*(x/100)*(y/100)

    Όπου x είναι η τιμή της ESG I, y είναι η τιμή της ESG II και a, …, f είναι οι συντελεστές της εξίσωσης υπερβολής:

    a = 0,4680b=1,2088c=-0,3583
    d=-1,1289e=0,5129f=-0,1869

Στην παρακάτω Εικόνα απεικονίζεται η γραφική παράσταση της εξίσωσης υπερβολής του συνεχόμενου δείκτη EEI-c σύμφωνα με τους Orfanidis et al. (2011)[1].

Για τον προσδιορισμό της Οικολογικής Κατάστασης σε ένα τύπο ενδιαιτήματος λαμβάνεται ο μέσος όρος των τιμών ΕΕΙ-c όλων των δειγμάτων που συλλέχθηκαν. Ο προσδιορισμός της Οικολογικής Κατάστασης μιας λιμνοθάλασσας προκύπτει από το άθροισμα των τιμών του ΕΕΙ-c κάθε τύπου ενδιαιτήματος πολλαπλασιασμένου με την % κάλυψή του (κλίμακα 0-1) στη λ/θ (Orfanidis et al. 2011)[1].

Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζεται το σύστημα κατηγοριοποίησης Οικολογικής Ποιότητας ΕΕΙ-c με βάση τα μακροφύκη σύμφωνα με τους Orfanidis et al., 2011[1] και GIG, 201343

Για τον υπολογισμό του δείκτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί έτοιμο λογισμικό σε αρχείο Excel που διατίθεται δωρεάν από τον ιστότοπο του δείκτη ΕΕΙ-c: http://www.EEI.gr.

[1] Orfanidis S., Pinna M., Sabetta L., Stamatis N., Nakou K. (2008). Variation of structural and functional metrics in macrophyte communities within two habitats of eastern Mediterranean coastal lagoons: natural versus human effects. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems 18: S45-S61.
[2] GIG, 2013. WFD intercalibration technical report. Part 3 – Coastal and Transitional Waters. Mediterranean Sea GIG: Coastal Waters – Macroalgae.

ΜΑΚΡΟΑΣΠΟΝΔΥΛΑ

Θα γίνει συλλογή δειγμάτων ζωοβένθους με δειγματολήπτη βυθού στο μαλακό υπόστρωμα των μεταβατικών υδάτων. Η δειγματοληψία θα γίνει με πλωτό μέσο. Σε κάθε σταθμό θα συλλεγούν δύο επαναληπτικά δείγματα για την ανάλυση της βενθικής πανίδας. Ένα επιπλέον δείγμα θα συλλεγεί σε κάθε σταθμό για προσδιορισμό οργανικού άνθρακα και ολικού αζώτου στο ίζημα με στοιχειακό αναλυτή CHNS FLASH 2000 Thermo Scientific. Τα δείγματα θα κοσκινίζονται επί τόπου με κόσκινο ανοίγματος 1 mm και θα τοποθετούνται σε πλαστικά δοχεία με διάλυμα φορμόλης χρωματισμένο με Rose Bengal. Μετά τις δειγματοληψίες θα γίνεται διαλογή (sorting) των ζωντανών οργανισμών στο εργαστήριο. Το επόμενο στάδιο αφορά τον προσδιορισμό των οργανισμών (συνήθως σε επίπεδο είδους για τις κύριες ζωοβενθικές ομάδες).

Σύμφωνα με την Οδηγία 2000/60 για τα Ύδατα, για το χαρακτηρισμό της οικολογικής ποιότητας στα μεταβατικά οικοσυστήματα θα πρέπει να εφαρμόζεται ο δείκτης M-AMBI. Ο δείκτης αυτός αποτελεί μια πολυμεταβλητή προσέγγιση που συμπεριλαμβάνει τον αριθμό των ειδών, το δείκτη Shannon (Η’) και τον AMBI. O δείκτης AMBI (AZTI Marine Biotic Index, Borja et al, 2000[1]) βασίζεται στην κατανομή των αφθονιών των ειδών του βένθους σε πέντε οικολογικές ομάδες, σύμφωνα με την ευαισθησία τους στον οργανικό εμπλουτισμό (Grall & Glemarec, 1997[2]). Μέσω του M-AMBI, εκτός από την παρουσία ευαίσθητων και ανθεκτικών ειδών, λαμβάνεται υπόψιν και η ποικιλότητα κάθε περιοχής. Έτσι, διορθώνονται ορισμένα από τα προβλήματα που παρουσιάζει η χρήση του ΑΜΒΙ, όπως για παράδειγμα η υπερεκτίμηση της οικολογικής ποιότητας σε κάποιες περιπτώσεις (Muxika et al, 2007[3], Simboura, 2004[4]). Η σχέση του Μ-ΑΜΒΙ με τους παραπάνω δείκτες, δίδεται από την παρακάτω σχέση:

Μ-ΑΜΒΙ = Κ + αΑΜΒΙ + bH’ + cS

Μέσω αυτής της εξίσωσης λαμβάνονται τιμές από 0 έως 1. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται τα όρια των κλάσεων της Οικολογικής Κατάστασης για τα μεταβατικά οικοσυστήματα, όπως αυτά χρησιμοποιούνται κατά την εφαρμογή της Οδηγίας 2000/60 για τα Ύδατα στην Ελλάδα σύμφωνα και με τα αποτελέσματα της άσκησης διαβαθμονόμισης (GIG, in press; Simboura & Reizopoulou, 2008[5]). Ο Μ-ΑΜΒΙ υπολογίζεται εύκολα μέσω λογισμικού, το οποίο διατίθεται δωρεάν στην ιστοσελίδα http://www.azti.es. Οι τιμές αναφοράς είναι για τις πολύαλες-περιορισμένες (poly-euhaline-restricted): H’=4, S=50, AMBI=0,05), γιά τις πολύαλες αποκλεισμένες (polyeuhaline-choked: H’=4, S=40, AMBI=0,05), και για τις μεσόαλες-αποκλεισμένες (mesohaline-chocked) : H’=3,5, S=30, AMBI=0,05).

Κατάταξη της οικολογικής κατάστασης, βάσει του βιοτικού δείκτη Μ-ΑΜΒΙ

Μ-ΑΜΒΙΟικολογική κατάστασηΟρια μεταξύ κλάσεων
>0,83Υψηλή 
0,62-0,83ΚαλήΥψηλή/Καλή = 0,83
0,41-0,61ΜέτριαΚαλή/Μέτρια=0,62
0,20-0,40Ελλιπής 
0,00-0,19Κακή 
[1] Borja, A., Franco, J. & Perez, V., (2000). A Marine Biotic Index to establish the ecological quality of soft bottom benthos within European estuarine and coastal environments. Marine Pollution Bulletin, 40: 1100-1114.
[2] Grall, J. & Glemarec, M., (1997). Using biotic indices to estimate macrobenthic community perturbations in the Bay of Brest. Estuar. Coast. Shelf Sci., 44: 43–53.
[3] Muxica, I., Borja, A. & bald, J., (2007). Using historical data, expert judgement and multivariate analysis in assessing reference conditions and benthic ecological status, according to the European Water Framework Directive. Marine Pollution Bulletin, 55: 16-29.
[4] Simboura, N., 2004. Bentix index vs Biotic Index in monitoring: an answer to Borja et al., 2003. Marine Pollution Bulletin, 48: 403-404.
[5] Simboura, N. & Reizopoulou, S., (2008). An intercalibration of classification metrics of benthic macroinvertebrates in coastal and transitional ecosystems of the eastern Mediterranean ecoregion (Greece). Marine Pollution Bulletin, 56: 116-126.

ΙΧΘΥΟΠΑΝΙΔΑ

Τα δείγματα της ιχθυοπανίδας (ιχθυοκοινότητες) θα συλλεγούν με τη χρήση συρόμενου αλιευτικού εργαλείου (πεζόγριπος) που έχει μήκος 10 m, ύψος 2 m και άνοιγμα ματιού στα 2 mm. Οι δειγματοληψίες θα πραγματοποιούνται μία φορά το χρόνο κατά την περίοδο άνοιξη – φθινόπωρο (τροποποίηση Franco et al., 2009[1]). Δειγματοληψίες θα γίνονται τόσο σε σταθμούς με βλάστηση όσο και χωρίς βλάστηση (λασπώδες, αμμώδες, βραχώδες κ.λπ. υπόστρωμα), τόσο στο εσωτερικό όσο και κοντά στο στόμιο επικοινωνίας με τη θάλασσα, σύμφωνα με τη μεθοδολογία που προτείνεται από τους Franco et al. (2006)[2] και Franco et al. (in press)[3]. Στόχος είναι η σύλληψη όσο το δυνατόν περισσότερων ειδών που διαβιούν σε διαφορετικά ενδιαιτήματα. Σε κάθε σταθμό θα γίνονται κατά το δυνατόν τρεις επαναλήψεις-σύρσεις 30-50 m, οι οποίες θα καλύπτουν συνολική επιφάνεια περίπου 250 m2. Κατά τη διάρκεια των δειγματοληψιών, η ταξινόμηση των ψαριών θα γίνεται κατά είδος και σε κλάσεις μεγέθους. Αντιπροσωπευτικά δείγματα ψαριών θα συντηρούνται σε διάλυμα φορμόλης 6%, ώστε να είναι δυνατή η επιβεβαίωση της σωστής ταυτοποίησης των ειδών. Για κάθε περιοχή θα υπολογίζεται η συνολική σχετική αφθονία (Total Relative Abundance), χρησιμοποιώντας την μέθοδο της σύλληψης ανά μονάδα προσπάθειας (Catches per Unit Effort, CPUE, Gulland, 1964[4]).

Για την αξιολόγηση της ποιότητας των λιμνοθαλασσών θα χρησιμοποιηθεί πολυπαραμετρικός δείκτης με μετρικές που σχετίζονται με τον αριθμό των ειδών και των οικογενειών ιχθυοπανίδας που βρίσκονται σε κάθε λιμνοθαλάσσιο/μεταβατικό οικοσύστημα, τη σχετική αφθονία και τις τροφικές συνήθειές τους. Η δημιουργία του παραπάνω δείκτη στηρίχθηκε σε προϋπάρχοντες δείκτες, λαμβάνοντας όμως υπόψη τις ιδιαιτερότητες που εμφανίζουν οι συναθροίσεις των ψαριών στις διάφορες Μεσογειακές λιμνοθάλασσες και χρησιμοποιήθηκε στις ασκήσεις βαθμονόμησης (MED GIG Intercalibration Exercises) για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των λιμνοθαλασσών που πραγματοποιήθηκαν σε Ισπανία, Γαλλία και Ελλάδα (Franco et al., 201245.

[1] Franco A., Torricelli P. & Franzoi P., (2009). A habitat-specific fish-based approach to assess the ecological status of Mediterranean coastal lagoons. Marine Pollution Bulletin, 58(11): 1704-17.
[2] Franco, A., Franzoi, P., Malavasi, S., Riccato, F., & Torricelli, P., (2006). Use of shallow water habitats by fish assemblages in a Mediterranean coastal lagoon. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 66: 67–83.
[3] Franco A, PÈrez-Ruzafa A, Drouineau H, Franzoi P, Koutrakis ET, Lepage M, Verdiell-Cubedo D, Bouchoucha M, LÛpez-Capel A, Riccato F, Sapounidis A, Marcos C, Oliva-Paterna FJ, Torralva-Forero M, Torricelli P. (2012). Assessment of fish assemblages in coastal lagoon habitats: Effect of sampling method. Estuarine, Coastal and Shelf Scienc 112, 115-125.
[4] Gulland, J. A., (1964). Catches per unit effort as a measure of abundance. Rapports et Procès-verbaux des réunions Conseil Internationale pour l’exploration de la Mer, 155: 739-751.

ΡΕΥΜΑΤΑ-ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ

Τυπολογική κατάταξη των μεταβατικών συστημάτων με βάση το βαθμό επικοινωνίας με τη θάλασσα και τη διαβάθμιση της αλατότητας.

ΙΖΗΜΑ-ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Οι κοκκομετρικές αναλύσεις των δειγμάτων θα γίνουν με τη χρήση οργάνου κοκκομετρίας. Το δείγμα ιζήματος πριν την εισαγωγή του για την κοκκομετρική ανάλυση πρέπει να υποβληθεί σε μία συγκεκριμένη κατεργασία. Αρχικά ξηραίνεται μια ποσότητα από κάθε δείγμα στους 60°C για 24 ώρες για να αφαιρεθεί η υγρασία. Στη συνέχεια το κάθε δείγμα ζυγίζεται με ζυγό ακριβείας, προστίθενται 20 ml Calgon (C = 5,5 gr/l) και παραμένει για 24 h σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Στόχος είναι να σπάσουν τα συσσωματώματα έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί ευκολότερα το κοσκίνισμα. Την επόμενη μέρα το κάθε δείγμα περνά από κόσκινο διαμέτρου 63 μm για να διαχωριστεί η άμμος από την άργιλο και την ιλύ. Τα κλάσματα της άμμου (>63 μm) τοποθετούνται με απιονισμένο νερό στο φούρνο μέχρι να ξηρανθούν πλήρως, έτσι ώστε να ληφθεί μέτρηση του βάρους επί ξηρού, ενώ τα κλάσματα με διάμετρο <63 μm τοποθετούνται με Calgon στο όργανο κοκκομετρίας για περαιτέρω κοκκομετρική ανάλυσή τους. Από τα αποτελέσματα του οργάνου και τα βάρη των κλασμάτων της άμμου προκύπτει η τελική ποσοστιαία ανάλυση (κοκκομετρική ανάλυση) των δειγμάτων.

ΦΥΣΙΚOXHMIKA ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

Η συλλογή αυτών των χαρακτηριστικών (θερμοκρασία, αλατότητα, θολερότητα και διαλυμένο οξυγόνο / μετρημένο ηλεκτρονικά) γίνεται με φορητά όργανα στο πεδίο. Η θερμοκρασία αναφέρεται σε βαθμούς Κελσίου και η αλατότητα σε επί τοις χιλίοις περιεκτικότητα σε αλάτι. Η μέτρηση της θολερότητας εκφράζεται μέσω του υπολογισμού του συντελεστή ‘εξασθένησης’ (attenuation coefficient) της ακτινοβολίας PAR ή με τη χρήση δίσκου Secchi. Στα μεταβατικά υδάτινα σώματα, η αγωγιμότητα, η αλατότητα, η θερμοκρασία και το PH θα μετρηθούν στο πεδίο με χρήση πολυαισθητήρα YSI 600QS.

ΔΙΑΛΥΜΕΝΟ ΟΞΥΓΟΝΟ ΚΑΙ ΘΡΕΠΤΙΚΑ ΑΛΑΤΑ

Όσον αφορά τα Μεταβατικά Υδατικά Συστήματα, το διαλυμένο οξυγόνο θα μετράται επί τόπου στο πεδίο, με χρήση πολυαισθητήρα YSI 600QS.

Οι αναλύσεις για τον προσδιορισμό των νιτρικών, νιτρωδών και πυριτικών αλάτων θα γίνουν στη διαπιστευμένη κατά ISO 17025 εργαστηριακή μονάδα θρεπτικών αλάτων του βιογεωχημικού εργαστηρίου του ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. με αυτόματο αναλυτή θρεπτικών αλάτων BRAN + LUEBBE autoanalyzer III, σύμφωνα με πρότυπες μεθόδους (Mullin & Rilley, 1955[1] για τα πυριτικά, Stickland & Parsons, 1968[2] για νιτρώδη – νιτρικά και Murphy & Riley, 1962[3] για τα φωσφορικά). Τα όρια ποσοτικοποίησης των μεθόδων είναι 0.025 μΜ για τα νιτρώδη άλατα, 0.154 μΜ για το άθροισμα νιτρικών και νιτρωδών αλάτων, 0.102 μΜ για τα αμμωνιακά άλατα και 0.274 μΜ για τα πυριτικά άλατα. Οι συγκεντρώσεις που προσδιορίζονται και είναι μικρότερες των ορίων ποσοτικοποίησης αναφέρονται ως <LOQ.

Τα αμμωνιακά άλατα προσδιορίζονται μετά τη δειγματοληψία σε ειδικά φιαλίδια, με φασματοφωτόμετρο Perkin-Elmer UV/VIS (Lambda 25Lambda), σύμφωνα με πρότυπες μεθόδους ανάλυσης (Κoroleff, 1970[4]).

[1] Mullin, J.B. & Riley, J.P., (1955). The colorimetric determination of silicate with special reference to sea and natural waters. Anal. Chim. Acta, 12: 162-176.
[2] Strickland, J.D.H & Parsons, T.R., (1968). A practical handbook of sea water analysis. Bull. Fish. Res. Bd. Canada, 167:310p.
[3] Murphy, J. & Riley, J. P., (1962). A modified single solution method for phosphate in natural waters. Anal. Chim. Acta, 12: 162-176.
[4] Koroleff, F., (1970). Revised version of “Direct determination of ammonia in natural waters as indophenol blue”. Int. Con. Explor. Sea C. M. 1969/ C:9 ICES information on techniques and methods for sea water analysis. Interlab. Rep., No 3, 19-22.

ΟΛΙΚΟ ΑΖΩΤΟ – ΟΛΙΚΟΣ ΦΩΣΦΟΡΟΣ

Ο προσδιορισμός του ολικού αζώτου (TN) και του ολικού φωσφόρου (ΤΡ) θα γίνει με τη μέθοδο της υγρής χημικής οξείδωσης (wet chemical oxidation method, WCO) όπως περιγράφεται από τους Pujo-Pay & Raimbault (1994)[1] και Raimbault et al.(1999)[2].

Για τον προσδιορισμό του ΤΝ, 40 ml νερού συλλέγονται σε Pyrex φιαλίδια (Duran Schott) των 50 ml με κατάλληλο βιδωτό καπάκι, ενώ για τον προσδιορισμό του ΤΡ συλλέγονται 20 ml θαλασσινού νερού σε κατάλληλα φιαλίδια από Teflon. Τα δείγματα διατηρούνται μέχρι την ανάλυσή τους σε -20 οC. Όλα τα φιαλίδια που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή/φύλαξη των δειγμάτων έχουν υποστεί προκατεργασία καθαρισμού δύο σταδίων που περιλαμβάνει την πλήρωση των φιαλιδίων με HCl 10% για 24 ώρες, ξέπλυμα και εν συνεχεία προληπτική οξείδωση για την απομάκρυνση ιχνών οργανικής ύλης. Το περιεχόμενο των φιαλιδίων απορρίπτεται τη στιγμή της δειγματοληψίας και τα φιαλίδια ξεπλένονται πολύ καλά με το δείγμα.

Σύμφωνα με την αρχή της μεθόδου επιτυγχάνεται οξείδωση των αζωτούχων και φωσφορούχων ενώσεων και μετατροπή τους σε ανόργανα διαλυτά νιτρικά και φωσφορικά άλατα, αντίστοιχα, οπότε τα δείγματα μετά τη διαδικασία της υγρής χημικής οξείδωσης μετρούνται σε αυτόματο αναλυτή θρεπτικών αλάτων BRAN+LUEBBE autoanalyzer III, σύμφωνα με τις μεθόδους που αναφέρονται παραπάνω για νιτρικά+νιτρώδη και φωσφορικά αντίστοιχα.

[1] Pujo-Pay, M. & P. Raimbault, (1994). Improvement of the wet-oxidation procedure for simultaneous determination of particulate organic nitrogen and phosphorus collected on filters. Mar. Ecol. Prog. Ser. 105, 203-207.
[2] Raimbault, P., W. Pouvesle, F. Diaz, N. Garcia, R. Sempere, (1999). Wet oxidation and automated colorimetry for simultaneous determination of organic carbon, nitrogen and phosphorus dissolved in seawater. Marine Chemistry 66, 161-169.

TC (ΟΛΙΚΟΣ ΑΝΘΡΑΚΑΣ)

Η ποσότητα του ολικού άνθρακα στα ιζήματα προσδιορίζονται με ένα CHN στοιχειακό αναλυτή τύπου EA-1108 της «Fisons Instruments» με την ακρίβεια της μεθόδου να καθορίζεται στο 5% της μετρηθείσας τιμής (Karageorgis et al., 2005)[1]. Ο επιμέρους οργανικός άνθρακας προσδιορίστηκε σύμφωνα με την μέθοδο των Verardo et al. (1990)27, με το όριο ανίχνευσης της μεθόδου να είναι 2.3 mg/g ανά 10 mg ξηρού δείγματος.

[1] Karageorgis A.P., Anagnostou C.L. & Kaberi H., 2005. Geochemistry and mineralogy of the NW Aegean Sea surface sediments: implications for river runoff and anthropogenic impacts. Applied Geochemistry, 20, 69-88.

ΒΑΡΕΑ ΜΕΤΑΛΛΑ

Θα γίνει δειγματοληψία νερού για αναλύσεις βαρέων μετάλλων από ένα βάθος. Τα δείγματα νερού (~100mL) θα συλλεχθούν από τις φιάλες δειγματοληψίας (Niskin) σε φιάλες πολυαιθυλενίου και θα τοποθετηθούν στην κατάψυξη αφού σφραγισθούν σε πλαστικές σακούλες.

Στο ‘καθαρό’ εργαστήριο νηματικής ροής του ΕΛΚΕΘΕ τα δείγματα θα διηθηθούν από ηθμούς κυτταρίνης 0.45μm και θα οξινιστούν αμέσως σε pH 2 με την προσθήκη HCl s.p..

Οι συγκεντρώσεις των μετάλλων (Cd, Co, Cu, Ni, Pb, Ζn) θα προσδιοριστούν σύμφωνα με την μέθοδο που περιγράφουν οι Willie et al. (1998)[1]. O προσδιορισμός του υδραργύρου θα πραγματοποιηθεί σύμφωνα με τη μέθοδο 1631 της EPA[2]. Οι συγκεντρώσεις όλων των βαρέων μετάλλων στο τελικό διάλυμα οξέων θα προσδιοριστούν με χρήση ICP-MS (Thermo-Elemental XseriesII), εκτός του Hg που θα προσδιοριστεί με τη χρήση CVAFS (Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectrometry).

Όλες οι αναλύσεις θα γίνουν μέσα σε εστία νηματικής ροής (class 100, U.S.stds) για την αποφυγή επιμολύνσεων. Όλα τα σκεύη που θα χρησιμοποιηθούν, θα έχουν κατεργαστεί με HCl s.p. 10% για 24h και όλα τα αντιδραστήρια θα είναι υψηλής καθαρότητας (supra pure grade). Τέλος το νερό που θα χρησιμοποιηθεί θα είναι ποιότητας Milli-Q. Κατά τη διάρκεια της δειγματοληψίας και της ανάλυσης θα χρησιμοποιηθούν «καθαρές τεχνικές» και θα ληφθεί ιδιαίτερη μέριμνα ώστε να αποφευχθούν επιμολύνσεις των δειγμάτων.

Σύμφωνα με την ΟΔΗΓΙΑ 2013/39/ΕΕ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 12ης Αυγούστου 2013 για την τροποποίηση των οδηγιών 2000/60/ΕΚ και 2008/105/ΕΚ όσον αφορά τις ουσίες προτεραιότητας, στον τομέα της πολιτικής των υδάτων ορίζονται πρότυπα ποιότητας περιβάλλοντος (ΠΠΠ): η ετήσια μέση τιμή (ΕΜΤ) και η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση (ΜΕΣ), σύμφωνα με τα οποία θα αξιολογηθεί η ποιότητα των υδάτων (χημική κατάσταση).

[1] Willie , S.M., Iida, Y.,  McLaren, J.W..,1998. Determination of Cu, Ni, Zn, Mn, Co, Pb, Cd, and V in seawater using flow injection ICP-MS, Atomic Spectroscopy 19, 67.
[2] EPA Method 1631, Revision E: Mercury in Water by Oxidation, Purge and Trap, and Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectrometry, August 2002.