SCHEME DE CLASIFICARE A CALITATII APEI

SCHEME DE CLASIFICARE A CALITATII APEI

1. INTRODUCERE

Schemele de clasificare a calitatii apei au fost introduse in multe tari ale Uniunii Europene de cca. 30 de ani. Scopul lor a fost sa dea o idee generala asupra calitatii corpurilor de apa de suprafata, in special pentru informarea publicului, si reprezinta o modalitate usoara de a indica schimbarile in timp ale calitatii apei.

1.1. Standarde fizico-chimice

Fiecare clasa de apa a fost caracterizata de un set de limite pentru parametri-cheie.

Valorile acestor parametri reprezentand fiecare clasa au fost stabiliti pe baza experientei, pentru a corespunde unor valori tip pentru corpurile de apa recunoscute in general ca fiind de exemplu de calitate foarte buna, buna, medie sau slaba.

Parametrii fizico-chimici intrunesc 3 calitati:

. Sunt relativ usor de masurat;

. Masuratorile ofera un grad de precizie rezonabil;

. Este de regula usor de observat de ce un parametru nu indeplineste un standard, de identificat sursa si (cel putin in principiu) pentru a reduce cantitatea evacuata cu scopul de a se incadra in astfel de standarde.

Dezavantajul lor este ca pot furniza numai o image instantanee asupra calitatii apei si ca nu ofera nici o informatie asupra evenimentelor si calitatii la alte momente si in alte amplasamente.

Standarde biologice

Caracteristicile biologice ale unui corp de apa integreaza toti factorii, atat fizici (hidromorfologici) si fizico-chimici, pe termen scurt, termen lung si tranzitoriu, care influenteaza ecologia sistemului si sunt indicatori mult mai adecvati pentru calitatea reala a mediului.

De cealalta parte, clasificarea pe baza criteriilor biologice are anumite dezavantaje:

. Masuratorile sunt in mod intrinsec mult mai putin precise decat masuratorile fizico-chimice.

. Este dificila o separare clara a limitelor de calitate biologica.

. Nu este intotdeauna usor, cand apele au intr-un mod neasteptat o calitate biologica proasta, sa se identifice cauza si sa se decida asupra masurilor de remediere.

. Datele biologice nu sunt tot atat de accesibile interpretarii lor de catre alti specialisti, cum sunt pentru biologi si ecologi.

. O evaluare comprehensiva a calitatii apei bazata pe parametri biologici necesita eforturi foarte mari din partea specialistilor.

O solutie la problema standardelor biologice a fost identificarea unei serii de elemente biotice acvatice sensibile, care sa poata fi utilizate ca specii indicatoare si a caror absenta sa semnaleze o calitate a apei mai slaba. Fiecare organism este punctat cu un scor in functie de sensibilitatea lor, iar in final se poate obtine un scor general. In UK, aceasta este cunoscuta ca sistemul "partii de lucru a monitoringului biologic" (scorul BMWP), iar in alte tari ca indice saprob.

In prezent, se recunoaste ca monitoringul fizico-chimic si cel biologic sunt complementare, fiecare cu parti tari si parti slabe, si ca trebuie realizate impreuna, desi probele fizico-chimice sunt prelevate de 12 ori pe an, iar la probele biologice este nevoie de prelevari numai de doua ori pe an (primavara si toamna).

Scheme de clasificare in Statele Membre UE

Majoritatea Statelor membre UE au avut in anii 1980 scheme de clasificare cu 4 sau 5 clase. Schemele erau destul de apropiate si se bazau de regula pe parametri fizico-chimici, dar nu erau identice si nu intr-un sistem convenit pe plan international.

In lipsa unei scheme de clasificare universala, a fost de aceea dificil sa se compare calitatea corpurilor de apa la scara UE.

1.4. Numarul de clase de calitate a apei

O critica pentru sistemele cu patru clase folosite in anumite tari europene a fost ca aceste clase erau prea largi. Fiecare s-a extins in practica pe un domeniu destul de larg de calitate a apei. Acest fapt a fost important din punctul de vedere al relatiilor cu publicul, deoarece un rau incadrat la limita superioara a unei clase putea trece in clasa urmatoare printr-o imbunatatire relativ redusa, in timp ce un rau aflat la limita inferioara a clasei ar putea sa nu se schimbe chiar prin masuri de imbunatatire substantiale.

Fig. 4.1. Imbunatatiri necesare pentru ca un rau sa treaca din clasa 2 in clasa 1

Cresterea numarului de clase complica problema in privinta apropierii limitelor dintre clase si prin dificultatea de incadrare, nu numai intre doua clase adiacente ci, in numite cazuri, intre trei clase.

O problema practica a fost pentru discriminarea intre clasele de apa in punctele dintre limite. Variatia naturala si mai ales incertitudinea analitica creaza dificultati pentru incadrarea corpurilor de apa intr-o anumita clasa, cand acestea sunt la limita dintre doua clase. Este esential sa se reduca la minim incertitudinea provenind de la prelevare si analiza prin adoptarea unor proceduri adecvate de asigurare a calitatii.

Schemele de clasificare constituie un compromis intre clase putine mai largi care ofera numai o informatie generala pentru calitatea apei si mai multe clase care ofera o evaluare mai fina a calitatii apei, dar pentru care masuratorile nu sunt suficient de precise pentru realizarea discriminarii.

1.5. Standarde pentru folosinta

Anumite tari au adoptat standarde pentru apa legate de folosinte.

Avantajul standardelor legate de o anumita folosinta este ca se pot dezvolta criterii de calitate, mai mult sau mai putin obiective.

Pe de alta parte, standardele legate de folosinte nu ofera in mod necesar o ierahizare a calitatii apei intrucat, de exemplu, in timp ce la apa potabila se cer standarde de calitate, pentru irigatii, unde ar fi suficienta o calitate mai scazuta, se solicita standarde de calitate mai severe pentru saruri si bor (derivat din perboratul de sodiu, folosit in decolorantii de spalat).

1.5.1. Standarde legate de folosinta in UE

In 1975, in UE s-a adoptat Directiva Consiliului din 16 Iunie 1975 referitoare la apele de suprafata intentionate pentru captarea apei de baut din Statele membre (75/440/EEC) cu un set de standarde cerute pentru apa care depinde de nivelul de tratare.

Directiva cuprinde limite orientative si limite obligatorii, limitele obligatorii fiind pentru 20 parametri, iar limite orientative numai pentru urmatorii 9 parametri.

In 1979 a fost adoptata Directiva Consiliului 78/659/EEC referitoare la calitatea apelor dulci care necesita protectie sau imbunatatire pentru protejarea vietii piscicole. Aceasta are limite obligatorii numai pentru 6 parametri si limite orientative pentru inca 2.

Aceste directive stabilesc standarde numai pentru parametrii relevanti si nu pentru toti parametrii si au devenit obligatorii in Statele membre dupa adoptare.

In 1975 UE a adoptat directiva pentru calitatea apelor de imbaiere (76/160/EEC) care fixeaza limite pentru apele de imbaiere.

Aceste sunt numai trei din standardele legate de folosinte din Uniunea Europeana.

STANDARDE FIZICO-CHIMICE

Datorita dificultatilor de definire a limitelor biologice, majoritatea tarilor au folosit standarde fizico-chimice si a clasificat calitatea apei in functie de criterii fizicochimice, desi este cuprins si indicele saprob sau scorul BMWP, ambele depinzand de identificarea unor specii particulare care sunt sensibile la poluare. Pentru datele biologice din categoria sistemelor saprobe, Romania a folosit metoda Knopp pentru

metodele cu patru clase sau zone (clasa oligo-, beta-meso-, alfa-meso- si polisaproba) si 3 clase secundare sau zone (oligo-beta-meso-, beta-meso-alfa-meso-, alfa-meso-poli-saproba) care nu au fost standardizate.

2.1. Consideratii statistice

Definirea limitelor este insa numai primul pas. Al doilea, mult mai dificil, este de determinare a modului de incadrare a unui corp de apa intr-o anumita clasa.

Cea mai simpla metoda este sa se ia un set de masuratori si sa se vada la care parametru nu se incadreaza. Problema in acest caz este ca valorile concentratiei la fiecare parametru variaza dupa sezoane intr-un ecart de valori. In acest caz, raul poate fi 1 luna in clasa 2 si urmatoarea in clasa 3 si iar sa se schimbe la fiecare luna.

O alternativa este sa se foloseasca valoarea medie anuala si sa se compare cu limitele. Aceasta are dezavantajul ca nu ofera nici o indicatie despre cat de mult sau cat de des depasesc limitele valorile individuale.

2.1.1. Limite absolute

Standardele absolute prezinta cateva dificultati si nu in ultimul rand faptul ca distributiile statistice teoretice nu au un maxim absolut si intotdeauna va fi o probabilitate finita de neincadrare, chiar si atunci cand toate valorile masurate se incadreaza in limite.

2.1.2. Incadrare prin aplicarea valorii medii (percentila 50)

Alternativa este sa se foloseasca valoarea medie pentru o perioada de 1, 2 sau 3 ani si sa se compare cu limitele standard.

Limita la care se incadreaza pentru valoarea medie trebuie sa fie stabilita mult sub concentratia la care apare pericolul ecologic, intrucat 50% din timp valorile masurate vor depasi limita. Dificultatea este ca valoarea la care se poate stabili limita sub nivelul de toxicitate intr-un mod sigur, depinde de deviatia standard pentru distributia valorilor masurate. Aceasta difera la diversi parametri si depinde si de nivelul de calificare a persoanei de la monitoring.

In afara de cazul cand se cunosc nivelul de toxicitate si deviatia standard, nu poate fi nici o indicatie despre cat de mult, cat de des si pentru cat timp, valori individuale vor depasi nivelul de toxicitate.

Vechiul sistem romanesc de clasificare a calitatii apei

Aceasta schema de clasificare este conceputa pentru folosintele de apa.

. Clasa I, clasa cea mai buna, este adecvata pentru alimentarea publica cu apa, pentru salmonide si pentru irigarea legumelor.

. Clasa 2 este adecvata pentru alti pesti decat salmonidele, pentru alimentare publica dupa tratare si pentru folosinte industriale.

. Clasa 3 este adecvata irigatiilor agricole.

. Sub clasa 3 apa este considerata degradata.

Incadrarea in aceste limite s-a evaluat pe baza mediilor ponderate cu debitele de apa. Folosirea valorilor medii pentru evaluarea gradului de conformare nu este satisfacatoare. Folosirea mediei ponderate cu debitul prezinta si alte dezavantaje. In acest caz, calitatea ecologica a unui corp de apa este legata de concentratiile reale si concentratiile ponderate cu debitul, pe cand evaluarea ar trebui sa se bazeze pe valori reale si nu calculate ipotetic.

Concentratiile ponderate cu debitul prezinta un anumit interes, daca incarcarea la acest parametru este constanta si concentratiile variaza in mod sistematic si invers cu debitul. In acest caz, valorile obtinute prin multiplicarea concentratiei cu debitul ar trebui sa fie relativ constante, dar din investigarea datelor din Arges la cativa parametri a reiesit ca nu poate fi un astfel de caz.

Incarcarile sunt variabile si nu este o relatie sistematica intre debit si concentratie. In al doilea rand, variabilitatea in timp a concentratiei parametrilor face dificila evaluarea calitatii. Valorile debitelor nu sunt precise, iar considerarea debitului in valoarea combinata (media ponderata cu debitul) ii mareste variabilitatea si astfel incertitudinea in evaluarea calitatii apei.

Tabel 1. Schema veche din Romania pentru clasificarea apei

Sistemul romanesc nou

Noile standarde romanesti se bazeaza pe cele recomandate de ICPDR pentru Reteaua de Monitoring Trans-Nationala (TNMN), unde au fost adaugate standarde si pentru cativa parametri suplimentari.

S-a ajuns la standardele ICPDR prin negociere, iar in Raportul Anual 2001 se declara:

"Schema de clasificare in forma prezentata .. se intentioneaza sa serveasca in scopuri internationale pentru prezentarea starii actuale si imbunatatiri in calitatea apelor pe Fluviul Dunarea si afluentii sai principali si nu este un instrument pentru implementarea politicii nationale in domeniul apei."

Ar fi astfel inadecvat sa se foloseasca aceste standarde ca baza pentru standardele romanesti.

Standardele din TNMN sunt aplicate pentru percentila 90, iar in Raportul Anual 2001 calitatea apei a fost clasificata pentru fiecare parametru individual. Nu exista o metoda care sa integreze rezultatele tuturor parametrilor intr-o singura clasa "medie" pentru calitatea apei.

Pentru usurinta compararii cu standardele romanesti vechi, standardele noi sunt prezentate in acelasi format in Tabelul 4.1.. Noile standarde includ parametri suplimentari si omit anumiti parametri din standardele vechi. In plus, noile standarde sunt pentru 5 clase fata de 4 si sunt prezentate numai limitele pentru primele 3 clase. In noile standarde, concentratiile pentru NH₃, NH₄⁺, NO₃^- si NO₂^- sunt exprimate in functie de continutul N. Pentru a facilita compararea in Tabelul 4.2 , acestea au fost transformate in concentratii moleculare, asa cum erau prezentate in standardele vechi.

Tabel 2. Noile standarde romanesti pe formatul vechi

    2.3.1. Numarul parametrilor

Standardele romanesti acopera un domeniu foarte larg de parametri. S-au stabilit standarde pentru 47 parametri, in total.

PH

Oxigen dizolvat

CBO₅

CCO-Mn

CCO-Cr

Amoniu N-NH₄⁺

Nitriti N-NO₂^-

Nitrati N-NO₃^-

Azot total - N

Ortho-fosfati P-PO₄^3-

Fosfor total - P

Clorofila "a"

Reziduu uscat pe filtru 105^oC

Sodiu (Na⁺)

Calciu (Ca²⁺)

Magneziu (Mg²⁺)

Zinc dizolvat (Zn²⁺)

Cupru dizolvat (Cu²⁺)

Mercur dizolvat (Hg2+)

Cadmiu dizolvat (Cd2+)

Nichel dizolvat (Ni²⁺⁾

Arsenic dizolvat (As²⁺)

Crom total dizolvat(Cr³⁺+Cr⁶⁺)

Plumb dizolvat (Pb²⁺

Fier total

Zinc total (Zn²+)

Cupru total (Cu²⁺)

Cadmiu total (Cd²⁺)

Mercur total (Hg²⁺)

Nichel total (Ni²⁺)

Plumb total (Pb²⁺)

Arsenic total (As²⁺)

Crom total (Cr³⁺+Cr⁶⁺)

Cloruri (Cl^-)

Sulfati (SO₄^2-)

Fenoli (indice fenolic)

Detergenti activi anionic

AOX

Hidrocarburi petroliere

Lindan ( g-HCH)

pp' DDT

Atrazina

Triclormetan

Tetraclormetan

Tricloretan

Tetracloretan

2.3.2. Limite

Limite pentru fiecare categorie sunt stabilite in directiva pentru pestii de apa dulce, in directiva pentru captarile din ape de suprafata si in standardele romanesti actuale.

Compararea acestor limite arata discrepante mari intre sistemul romanesc de clasificare si cele stabilite in cele doua directive.

Acesta comparare arata ca standardele romanesti de calitate sunt foarte restrictive la amoniu si poate conduce la o clasa mult mai slaba pentru un corp de apa conform standardelor romanesti decat prin standardele UE numai datorita acestui parametru si invers, standardele pentru oxigen dizolvat sunt mai relaxate decat cele prezentate in directiva pentru pestii de apa dulce.[21]