Biologická kvalita vody

1. Úvod do problematiky

Vodné organizmy sú neustále v kontakte s vlastnosťami vody, jej fyzikálnymi vlastnosťami alebo znečistením a obsahom nevhodných látok. Sú dosť citlivé na zmeny prostredia a ich druhové zloženie sa mení, ak nastane zmena v chemickom zložení vody. Citlivo reagujú na prítomnosť sapróbnych látok, t.j. organických látok ktoré sú rozložiteľné pomocou mikroorganizmov. Množstvo organických látok nám určuje stupeň znečistenia vody vyjadrené vo forme biochemickej spotreby kyslíka na ich rozklad – BSK₅. Následne množstvo organizmov a ich druhové zastúpenie dávajú obraz o stave znečistenia vody a súčasne i stupeň samočistenia. Mnohé organizmy sú vo svojom metabolizme odkázané na látky, vznikajúce ako medziprodukty pri bakteriálnych procesoch rozkladu organických látok vo vode (riasy, sinice).

Hodnotenie kvality vody predstavuje postup pri vyhodnocovaní výsledkov kontroly akosti vody prevádzajúci získané údaje o akosti vody na určité číselné charakteristiky a tie potom na slovné vyjadrenie stavu kvality vody (Hyánek et al., 1991).

Voda je človekom využívaná na najrôznejšie účely. Následkom jej použitia sa zmenia jej vlastnosti, spravidla dochádza k väčšiemu alebo menšiemu znečisteniu. Čistá voda umožňuje zachovanie prirodzených spoločenstiev v tečúcich aj stojatých vodách. Po prekročení určitého stupňa znečistenia dochádza k postupnej zmene zastúpenia pôvodných organizmov a k zmene toku energie a kolobehu živín pre vodné rastlinstvo.

Štruktúra spoločenstva jednotlivých úsekov tokov je závislá na zdrojoch energie a forme látok, ktoré sa do systému dostávajú. Napríklad v pramenných úsekoch tokov sa do nich dostáva veľké množstvo alochtónnej organickej hmoty vo forme lístia opadaného z pobrežnej vegetácie. Hrubá mŕtva organická hmota sa postupne rozkladá na jednoduchšie zložky, ktoré sa zapájajú do ďalších častí kolobehu látok, pričom sú transportované dolu prúdom. Časť vstupných látok sa ukladá ako zásoby (napr. sedimenty), časť sa realizuje v živej biomase organizmov a ich odpadných produktoch. Ekologické pomery spodnejších úsekov tokov sú závislé na procesoch prebiehajúcich v horných úsekoch.

2. Biologické hodnotenie povrchových vôd

V minulosti sa kvalita povrchových vôd vyjadrovala predovšetkým na základe obsahu vybraných sledovaných látok ako sú dusík, fosfor, ťažké kovy, zvyšky chemických látok či pesticídov a pod. Ich obsah vo vode v priebehu roka veľmi kolíše a sú monitorované len v dlhších časových odstupoch – napr. 1 x za mesiac a maximum znečistenia sa môže vyskytnúť mimo dňa monitorovania. Z toho dôvodu sa odborníci zamerali na organizmy, ktoré sú v toku po celý rok alebo počas dlhšieho obdobia. Podľa odbornosti sa venovali planktonickým organizmom, vyšším rastlinám alebo živočíchom – drobným bezstavovcom alebo rybám. Všetky tieto organizmy sú vo vodnom prostredí neustále, a tak sú ovplyvnené reálnymi výkyvmi obsahu látok vo vode, aj takým, ktoré monitoring chemického stavu nedokáže zaznamenať. Organizmy žijúce vo vodnom prostredí preferujú a akceptujú určitý rozsah obsah látok vo vode (napr. v potrave alebo v ich okolitom prostredí), a tak nepriamo určujú stav kvality vody.

U nás sa vodné organizmy monitorovali len výnimočne, ale biológovia sa postupne snažili porovnávať obsah látok a spoločenstvo rastlín a živočíchov, a tak sa postupne vyvinuli aj biologické stupne kvality vôd.

Významnejší záujem o hodnotenie organizmov vo vodných útvaroch nastal po roku 2000. V tomto roku bola prijatá tzv. Rámcová smernica o vodách – 2000/60/ES. V jej texte sa stanovuje povinnosť monitorovať organizmy žijúce vo vodách ako prioritné hodnotenie kvality vôd. Európska smernica stanovila povinnosť každému členskému štátu zhodnotiť ekologický stav svojich vôd. Táto úloha bola stanovená pre všetky krajiny – od najjužnejších ako Grécko, Taliansko alebo Cyprus a Malta až po severské krajiny ako Švédsko alebo Fínsko. Organizmy vo vodách sa v týchto krajinách zásadne odlišujú.

Vytvorili sa podmienky pre hodnotenie v porovnateľných podmienkach a vytvoril sa Systém ekoregiónov pre toky a jazerá, ktorý delí územie EÚ na 25 ekoregiónov. Aj v rámci týchto regiónov je kvalita vôd ovplyvnená geografickými podmienkami ako sú nadmorská výška alebo geológia územia. Z toho dôvodu je v rámci uvedených 25 ekoregiónov ďalšie podrobnejšie členenie území v povodí. Až pre takéto homogénne a porovnateľné vodné útvary sa vyhodnocuje ekologická kvalita vôd.

Základom pre hodnotenie je dôkladné spoznanie tzv. referenčných vodných útvarov tečúcich alebo stojatých vôd. Referenčný vodný útvar je taký úsek toku alebo jazero, ktoré nie je ovplyvnené ľudskou činnosťou, napr. úpravou toku, vyústením odpadových vôd alebo vôd z priemyslu či poľnohospodárstva. Nájdenie a preskúmanie takýchto úsekov tokov bolo veľmi dôležité, lebo ich stav dáva možnosť pre porovnanie s hodnoteným úsekom. Stav organizmov v takomto referenčnom útvare predstavuje 100 % kvality – prirodzené spoločenstvo organizmov. Hodnotený útvar buď zodpovedá referenčnému útvaru alebo má horšiu kvalitu. Potom je táto horšia kvalita vyjadrujúca vplyv znečistenia. Presný návod na hodnotenie biologickej kvality je v samotnej Rámcovej smernici, ale pre útvary členskej krajiny EÚ sa vydávajú vlastné hodnotiace kritériá pre národné typy vodných útvarov v rámci ekoregiónov zasahujúcich do štátneho územia.

U nás na Slovensku sa hodnotením povrchových vôd zaoberá Vyhláška č. 418/2010 Z. z. Ministerstva pôdohospodárstva, životného prostredia a regionálneho rozvoja Slovenskej republiky o vykonaní niektorých ustanovení vodného zákona.

2.1. Ekologický stav povrchových vôd

Ekologický stav povrchových vôd sa hodnotí

biologickými prvkami kvality, ktorými sú najmä zloženie a početnosť vodnej flóry – fytoplanktónu, fytobentosu a makrofytov, zloženie a početnosť fauny bentických bezstavovcov a zloženie, početnosť a veková štruktúra fauny rýb,
hydromorfologickými prvkami kvality podporujúcimi biologické prvky, ktorými sú najmä hydrologický režim, veľkosť a dynamika prietoku, interakcia s útvarmi povrchovej vody a útvarmi podzemnej vody, priechodnosť riek a morfologické podmienky, medzi ktoré patria premenlivosť hĺbky a šírky koryta rieky, štruktúra a substrát koryta rieky a štruktúra príbrežného pásma,
fyzikálno-chemickými prvkami kvality podporujúcimi biologické prvky, ktorými sú najmä teplotný režim, kyslíkový režim, celková mineralizácia, neutralizačná kapacita a nutrienty,
chemickými prvkami kvality, ktorými sú syntetické a nesyntetické špecifické znečisťujúce látky relevantné pre Slovensko.

Pre biologické prvky boli určené hodnotiace oblasti:

zloženie a početnosť vodnej flóry,
zloženie a početnosť fauny bentických bezstavovcov,
zloženie, početnosť a veková štruktúra rybej fauny.

Hodnotenie kvality povrchovej vody zahŕňa najmä (Vyhláška č. 418/2010 Z. z.):

časové zmeny vybraných ukazovateľov,
účelové grafické spracovanie alebo štatistické spracovanie údajov z monitorovania,
identifikácie trendov zmien kvality povrchovej vody,
identifikácie zmien kvality vody v zmiešavacích zónach a konca zmiešavacích zón,
hodnotenie dlhodobých zmien prírodných podmienok a zmien spôsobených ľudskou činnosťou,
hodnotenie vplyvov pôsobiacich na kvalitu povrchových vôd,
hodnotenie vo vzťahu k užívaniu vôd.

Hydromorfologické prvky doplňujú hodnotenie životných podmienok vodných organizmov a miesta, kde získavajú potravu. Sú to podmienky hydrologického režimu ako veľkosť a dynamika toku vody, spojenie s útvarmi podzemnej vody a samozrejme priechodnosť riek.

Morfologické podmienky už hodnotia konkrétne miesto, lokalitu pre život a výskyt vodných organizmov – rastlín aj živočíchov. Konkrétne miesto v toku alebo v nádrži charakterizujú najmä premenlivosť hĺbky a šírky koryta rieky, štruktúra a substrát koryta rieky, štruktúra príbrežného pásma. Morfologické podmienky určujú najmä prísun energie a organickej hmoty z okolia toku a substrát podmienky pre úkryt organizmov pred ich konzumentmi.

Chemické a fyzikálno-chemické prvky sú premenlivé prvky meniace sa s ročnými obdobiami, prechodom toku cez urbanizované územia alebo poľnohospodárske produkčné plochy. Ich vplyv je často len krátkodobý, ale môže byť intenzívnejší. Výsledný stav organizmov vo vode je súvisiaci s najhoršou chemickou alebo fyzikálnou kvalitou, ktorá odstránila citlivejšie organizmy.

Hodnotenie stavu povrchových vôd je výslednou hodnotou všetkých troch hodnotiacich oblastí. V minulosti bol väčší dôraz na fyzikálno-chemické hodnotenie, dnes je väčší dôraz na hodnotenie povrchových vôd na základe organizmov vo vodnom prostredí.

V smernici je ďalej predstavené (obr. 1), že kombináciou uvedených hodnotiacich prvkov, by mal byť určený:

výsledný dobrý ekologický stav povrchových vôd,
výsledný dobrý chemický stav povrchových vôd,

a ich sumarizáciou celkový dobrý stav povrchových vôd.

Z rozpracovania tejto smernice vyplýva zvýšený dôraz na biologické kvalitatívne komponenty povrchových vôd. Prístup k určeniu kvality vody je vykonávaný dvoma metódami, pri ktorých sa hodnotí

biotická reakcia bioty na environmentálny tlak
kvalita vody a environmentálny stav vody na základe vybraných organizmov označovaných ako bioindikátor.

Na stanovenie stavu vody pomocou vodných organizmov je lepšie použitie fyzikálno-chemických metód, pretože fyzikálno-chemické metódy opisujú iba stav vody v krátkom čase. Vodné organizmy umožňujú opísať stav vôd z dlhodobého hľadiska, pretože táto metóda analyzuje reakciu bioty na zmeny kvality vody.

Na základe výsledkov hodnotenia prvkov kvality sa vykonáva klasifikácia ekologického stavu útvarov povrchových vôd podľa Nariadenia vlády č. 269/2010 Z. z.SR, ktorým sa ustanovujú požiadavky na dosiahnutie dobrého stavu vôd.

Obr. 1 Prvky dobrého stavu hodnotenia povrchových vôd

Základnými princípmi klasifikácie ekologického stavu sú:

typová špecifickosť, tj. špecifické hodnotenie pre konkrétny typ vodného útvaru,
špecifickosť zodpovedajúca vzniknutému stresu,
splnenie definícií klasifikácie ekologického stavu,
identifikácia antropogénne vyvolanej odchýlky od referenčných hodnôt.

Zoznam typov útvarov povrchových vôd je uvedený v Tab. 1.

Tab. 1 Typy VÚ* povrchových vôd kategórie riek Slovenskej republiky (Vyhláška MPŽPRR SR č. 418/2010 Z. z.)

*Vysvetlivky: VÚ – vodný útvar, Ekoregióny: K – Karpaty (Carpathians), PP – Panónska panva (Pannonian lowland; kategória veľkosti plochy povodia: M – malé (small) (10 – 100 km²), S – stredné (medium) (101 – 1000 km²), V – veľké (large) (> 1000 km²); kategória nadmorskej výšky: 1 – < 200 m n. m., 2 – 200 – 500 m n. m., 3 – 500 – 800 m n. m., 4 – > 800 m n. m.

Veľké toky sa ďalej delia na podtypy na základe zmien v prietokoch či sklone toku.

Na účely klasifikácie ekologického stavu útvarov povrchovej vody sa výsledky merania biologických prvkov kvality vyjadrujú ako pomery ekologickej kvality. Pomer ekologickej kvality je vzťah medzi hodnotami – metrikami biologických ukazovateľov pozorovaných v danom útvare povrchovej vody a referenčnými hodnotami – metrikami týchto ukazovateľov platnými pre danú kategóriu a daný typ útvaru povrchovej vody. Referenčné hodnoty predstavujú biologické spoločenstvo, ktoré sa očakáva tam, kde nie je žiadne alebo malé narušenie vodného ekosystému ľudskou činnosťou.

Ekologický stav útvarov povrchovej vody sa člení na

veľmi dobrý ekologický stav,
dobrý ekologický stav,
priemerný ekologický stav,
zlý ekologický stav,
veľmi zlý ekologický stav.

Veľmi dobrý ekologický stav je vtedy, keď sa nevyskytujú žiadne alebo iba veľmi malé, vplyvom ľudskej činnosti vyvolané odchýlky hodnôt fyzikálno-chemických a hydromorfologických prvkov kvality hodnoteného typu útvaru povrchovej vody v porovnaní s týmto typom existujúcim v nenarušených podmienkach. Hodnoty biologických prvkov kvality útvaru povrchovej vody zodpovedajú hodnotám, ktoré sú bežné pre tento typ útvaru v nenarušených podmienkach a nevykazujú žiadne alebo iba veľmi malé znaky narušenia. Toto sú podmienky a spoločenstvá špecifické pre konkrétny typ útvaru.

Dobrý ekologický stav je, keď hodnoty biologických prvkov kvality pre konkrétny typ útvaru povrchovej vody vykazujú slabé narušenie v dôsledku ľudskej činnosti, ale iba mierne sa odlišujú od hodnôt bežných pre konkrétny typ útvaru povrchovej vody v nenarušených podmienkach.

Priemerný ekologický stav je v prípade, že hodnoty prvkov biologickej kvality pre konkrétny typ útvaru povrchovej vody sa v strednej miere odlišujú od hodnôt bežných pre konkrétny typ útvaru povrchovej vody v nenarušených podmienkach. Hodnoty ukazujú znaky narušenia strednej miery v dôsledku ľudskej činnosti a sú podstatne viac narušené ako hodnoty pre útvar v dobrom stave.

Vody sa klasifikujú v zlom ekologickom stave, ak vykazujú znaky veľkých zmien hodnôt biologických prvkov kvality pre konkrétny typ útvaru povrchovej vody a v ktorých sa príslušné biologické spoločenstvá podstatne líšia od spoločenstiev bežných pre konkrétny typ útvaru povrchovej vody v nenarušených podmienkach.

Vo veľmi zlom ekologickom stave sa klasifikujú vody, ktoré vykazujú znaky vážnych zmien hodnôt biologických prvkov kvality pre konkrétny typ útvaru povrchovej vody a v ktorých chýbajú veľké časti príslušných biologických spoločenstiev bežných pre konkrétny typ útvaru povrchovej vody v nenarušených podmienkach.

V dokumentoch pre EÚ a aj v národnej legislatíve sme sa zaviazali dosiahnuť aspoň dobrý stav povrchových vôd do 31.12.2015. Veľmi dobrý stav toku zodpovedá referenčnému stavu, dobrý stav znamená len nepatrné zásahy človeka a zanedbateľné odchýlky od nenarušeného stavu.

Nevýhodou tohto postupu je, že je to stanovené pre rieky s plochou povodia nad 10 km² a jazerá s plochou nad 0,5 km². Nie je to záväzné – ani monitoring, ani hodnotenie – pre rieky a potoky s menšou plochou povodia alebo pre menšie stojaté vody.

2.2. Biologické prvky hodnotenia vôd

Spoločný názov pre všetko, čo sa nachádza vo voľnej vode (stojatej i tečúcej) je sestón. Jedná sa o organický a anorganický detrit (abiosestón) a všetky živé organizmy voľnej vody (biosestón), ktoré možno detailnejšie deliť na:

neustón – organizmy (rastliny i živočíchy), ktoré sú svojím spôsobom života viazané na vodnú hladinu,
planktón – organizmy viac-menej pasívne sa vznášajúce vo vodnom stĺpci, ktoré obvykle nedokážu vlastným aktívnym pohybom prekonávať prúd vody,
nektón – živočíchy (ryby, voľne plávajúci hmyz), ktoré aktívne prekonávajú prúd vody,
pleustón – vyššie rastliny plávajúce na hladine alebo voľne sa vznášajúce vo vodnom stĺpci.

Organizmy, ktoré sú prichytené na dno alebo odpočívajúce na dne, prípadne žijúce v usadeninách dna sa označujú ako bentos. Ak sú špecificky viazané na piesčité sedimenty, jedná sa o tzv. psamóny.

Spoločenstvá vyšších vodných rastlín sa nazývajú vodné makrofyty. Nárasty žijúce na vodných rastlinách, rastlinné alebo živočíšne organizmy prisadnuté na stonkách a listoch rastlín koreniacich vo vode na dne sa označujú ako perifytón.

Fytoplanktón a makrofytobentos

Fytoplanktón je vo vodnom prostredí tvorený skupinou drobných jednobunkových organizmov ako riasy a cyanobaktérie (sinice). Riasy vo vodnom prostredí žijú ako jedince, ale častejšie v kolóniách a veľmi často porastajú povrchy pod vodou – kamene, drevo, iné rastliny a pod. Vyššie rastliny (makrofytobentos) rastú na vo vodnom prostredí počas celého roku. Planktón reaguje na striedanie ročných období a zmeny svetla a teploty vody.

Počas vegetačnej sezóny rozoznávame 3 obdobia vývoja fytoplanktónu, počas ktorých žijú pri hladine alebo pri dne. Preto si pri ich analýze na stanovišti musíme uvedomiť, kde sa na základe ich sezónnych migrácií vyskytujú a tiež, ktoré z nich sa v danom období majú vyskytovať. Na jar sú to niektoré druhy rias, ale predovšetkým rozsievky. Ich rozvoj je aktivovaný teplotou vody nad 10 ºC, a to je rôzne obdobie od juhu po sever Slovenska. V ďalšom období sa po ich rozvoji spotrebujú dostupné živiny a ich počet výrazne poklesne. Tretie obdobie je po ďalšom zvýšení teploty vody. Vytvára sa veľké množstvo organizmov a striedajú sa podľa dostupnosti živín (najmä dusičnanov) - riasy a sinice až do konca leta, niekedy až do jesene. Po ochladení a premiešaní vody sa dostávajú riasy aj sinice do hlbších nezamŕzajúcich vrstiev vody, kde sú až do jarného premiešavania vody. Ich rozvoj a druhové zastúpenie závisí najmä od teploty vody dostatku živín a tlaku ich konzumentov.

Na dne tokov a nádrží rastie fytobentos. Sú to vodné rastliny, ktoré potrebujú pre život oporu – substrát dna alebo iné predmety na dne. Ich nárast je možný len po splnení svetelných nárokov podľa priehľadnosti vody a tiež dostatok živín. V stojatých vodách je dostatok svetla závisiaci od zákalu (turbidity) vody a aj od hĺbky vody. V tečúcich vodách výskyt zelených rastlín závisí okrem teploty aj od rýchlosti prúdenia vody a zatienenia toku.

Nárasty na pevnej opore a vodných rastlinách nazývame perifyton – sinice alebo riasy, ktoré prerastajú kamene, konáre či ďalšie ako živé, tak neživé substráty vo vode. Perifyton vytvára typické spoločenstvá poskytujúce rybám aj ďalším živočíchom úkryt aj potravu. Najviac sa vyskytujú v plytkej vode s dostatkom slnečného žiarenia.

Bentické rozsievky v riasových nárastoch v tokoch najčastejšie prevažujú. Bentické rozsievky, ako výbornú indikačnú skupinu kvality vody, používajú v niekoľkých štátoch EÚ na stanovenie biologickej kvality vody. Dosahujú veľkosť niekoľko milimetrov, ale sú aj dorastajúce dĺžky 20 až 50 cm. Lemanea dorastá do dĺžky 15 až 20 cm. Je tmavo-zelenej až sivozelenej farby. Ulothrix zonata vytvára trsy rias zelenej farby dlhé až 30 cm. Charales je riasa, ktorá dosiahne dĺžku až 50 cm.

Makrozoobentos

Bentické makroorganizmy (makrobezstavovce) zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu vo fungovaní vodných ekosystémov. Môžu priamo odrážať ekologické podmienky ich vodných ekosystémov, lebo pre ich slabú pohyblivosť dobre charakterizujú dlhodobejšie pomery ich lokality a odrážajú zmeny v podmienkach vo vodnom ekosystéme počas ich výskytu na danom mieste.

Doslova preložené to znamená makroskopické (makro) živočíchy (zoo), žijúce na dne (bentos). Pojem zahŕňa bezstavovce (evertebrata), ktoré žijú v tečúcich i stojatých vodách a sú viditeľné voľným okom. Makrozobentos žije na dne tokov, iné vodné bezstavovce môžu žiť vo voľnej hladine (nektón, niektorý hmyz) alebo na hladine vody (pleustón).

Z biologického hľadiska je rozdiel medzi makrozoobentosom a makrobentosom v tom, že makrozoobentos sú bentické živočíchy, ktoré sú dostatočne veľké na to, aby ich bolo možné vidieť voľným okom. Makrobentos sú všeobecne bentické organizmy, ktoré sú dostatočne veľké na to, aby ich bolo možné vidieť voľným okom; živočíšne spoločenstvá osídľujúce dná všetkých vodných biotopov bez ohľadu na ich typ. Významovo termínu makrozoobentos zodpovedajú názvy bentické makrobezstavovce, resp. makroevertebráta alebo bentická makrofauna. Veľkostná hranica medzi makrozoobentosom a menšími skupinami (meiobentos a mikrobentos) je zvyčajne vymedzená hranicou 1 mm dĺžky, ale toto vymedzenie nie je striktné.

Dôležitým momentom, ktorý viedol k vyčleneniu makrozoobentosu je skutočnosť, že je možné ho získavať jednotnými odberovými metódami a získané dáta vyhodnocovať jednotnými postupmi.

Rozoznávame:

pelagiálny zooplanktón – druhy zooplanktónu vyskytujúce sa vo vodnom stĺpci v centrálnej časti stojatých vôd, kam výrazne neprenikajú druhy viazané na brehovú líniu a na litorálne porasty ani druhy žijúce na dne. Okrem druhov obligátne pelagických sem zahŕňame aj druhy schopné žiť v litorále;
litorálny zooplanktón – druhy zooplanktónu vyskytujúce sa v litorále stojatých vodách, predovšetkým v zárastoch litorálnej makrovegetácie. Prevažujú druhy plávajúce vo voľnej vode medzi rastlinami a druhy spravidla lezúce po povrchu rastlín, prípadne občas plávajúce v ich blízkom okolí. Nie sú tu významne zastúpené skutočne pelagiálne druhy.

Druhové zloženie biotopu bentických makrobezstavovcov umožňuje stanovenie ich reakcií na environmentálne zmeny kvality vody. Zloženie druhov vodných bezstavovcov je riadené rôznymi environmentálnymi faktormi prostredia, ako je hĺbka, kvalita vody, typ substrátu, veľkosť zŕn sedimentu, obsah organických látok alebo kontaminantov v sedimentoch. Výskyt makrofytov ako aj prítomnosť „hrubého“ detritu (priemer častice > 480 μm), ktoré pochádzajú hlavne z rozkladu rastlín v sedimentoch, je tiež veľmi dôležitý pre makrozoobentos.

V ponímaní limnológov patria medzi makrozoobentos, resp. bentickú makrofaunu: hubky (Porifera), ploskulice (Turbellaria), pamachovky (Kamptozoa), machovky (Bryozoa), mäkkýše (Mollusca), mnohoštetinavce (Polychaeta), máloštetinavce (Oligochaeta), pijavice (Hirudinea), kôrovce (Crustacea), hmyz (Insecta): podenky (Ephemeroptera), vážky (Odonata), pošvatky (Plecoptera), bzdochy (Heteroptera), vodnárky (Megaloptera), sieťokrídlovce (Planipennia), potočníky (Trichoptera), chrobáky (Coleoptera) a dvojkrídlovce (Diptera) s najvýznamnejšími čeľaďami Chironomidae, Simuliidae, Chaoboridae.

Koncepcia využitia prítomnosti alebo absencie indikátorových druhov (resp. zoskupení druhov) makrozoobentosu na hodnotenie kvality má pomerne dlhú tradíciu.

Makrozoobentos sa ukazuje ako vhodný bioindikátor (Obr. 1). Reaguje na viacero faktorov zmien prostredia, a to na základe jeho schopnosti reagovať na rôzne premenné prostredie (Adámek et al., 2010).

Hodnota bezstavovcov ako biologických indikátorov kvality vody sa všeobecne nespochybňuje, a preto býva štruktúra spoločenstva bentických bezstavovcov často používaná na monitorovanie kvality vodného prostredia a hodnotenie vodných systémov (Ambrožová, 2003).

Obr. 1 Príklad výsledku monitorovania biologickej kvality s vyjadrením miestne spĺňajúcich požiadavky pre makrozoobentos v zátvorke s indexom 6 (Zdroj: http://www.shmu.sk/File/Hydrologia/Monitoring_PV_PzV/Monitoring_kvality_PV/KvPV_2018/KvPV-2018_mapa5_cast_E.pdf)

Makrozoobentos je považovaný za najvhodnejšie společenstvo pre bioindikácie. Výhody použitia bentických bezstavovcov na hodnotenie kvality povrchových vôd zhrňujú rôzny autori (Armitage et al., 1992; Rosenberg a Resh, 1993):

veľká rozmanitosť a abundancia (početnosť) druhov takmer vo všetkých sladkovodných biotopoch,
kvantitatívne vzorkovanie je jednoduché a lacné, nie sú potrebné drahé analytické prístroje,
dĺžka života mnohých druhov umožňuje zachytenie situácie na stanovišti počas niekoľkých mesiacov alebo aj rokov,
je preukázaná významná schopnosť spoločenstva bezstavovcov reagovať spoločne na pôsobenie environmentálnych stresov; sú známe reakcie mnohých druhov na rozdielne typy znečistenia,
majú prevažujúci relatívne prisadlý spôsob života - prítomnosť väčšiny taxónov je v priamej relácii na podmienky v mieste ich odchytu,
ich spôsoby života (fázy ich vývoja, potravné a ďalšie nároky) sú relatívne dostatočne preskúmané a známe,
taxonómia mnohých skupín je dobre známa a sú k dispozícii jednoduché určovacej kľúče s ich priradením ku kvalite vody,
žijú v podstate vo všetkých typoch tečúcich a stojatých vôd.

Medzi nevýhody môžeme zaradiť napríklad (Metcalfe-Smith, 1996):

bentické bezstavovce významne reagujú na malé zmeny vo veľkosti a textúre substrátu a obsahu organických látok, preto je niekedy ťažké rozlíšiť medzi vplyvom znečistenia a vplyvom environmentálnych faktorov,
životný cyklus je komplexný a výsledky bioindikácie môžu preto sezónne kolísať,
vysoká priestorová heterogenita vyžaduje opakované vzorkovania.

Makrozoobentos delíme podľa prevládajúceho charakteru dna na (Makovinská et al., 2006):

litorerofilný - zoocenóza kamenistého či skalnatého podkladu,
fytoreofilný - zoocenóza vodnej vegetácie,
psammoreofilný - zoocenóza piesku,
pelloreofilný - zoocenóza bahnitých sedimentov,
argiloreofilný - zoocenóza hlinitých brehov či náplav.

Bentické organizmy sa delia podľa spôsobu získavania potravy:

drviče – živiace sa hrubými časťami organickej hmoty, napr. kúskami lístia a pod.,
zberače – zberajúce drobnú organickú hmotu. Môžu to byť zhŕňače, zberajúce drobnú organickú hmotu na dne a filtrátory filtrujúce veľmi jemnú organickú hmotu z vodného priestoru,
zoškrabávače – živiace sa nárastmi perifytónu na dne a ponorených predmetoch, resp. biofilmom,
predátory – živiace sa inými živočíchmi vo vode alebo na vodnej hladine (Moog, 1995).

Makrozoobentos tvoria organizmy:

permanentné (stále), ktoré celý životný cyklus prežijú vo vode, napr. pijavice, mäkkýše, červy, kôrovce a pod.,
temporárne (dočasné), ktoré iba časť životného cyklu prežijú vo vode, napr. larvy hmyzu a pod.

Vodné makrofyty

Vodné makrofyty sú väčšie rastliny rastúce v sladkých vodách, ľahko viditeľné voľným okom, vrátane všetkých vodných cievnatých rastlín, machorastov a nárastov makrorias. Prieskum makrofytov sa robí formou prieskumu litorálnej a príbrežnej zóny. Zaznamenáva sa prítomnosť druhov vodných makrofytov v definovaných úsekoch vodnej plochy. Rozličnými metódami sa posudzuje početnosť makrofytov meraná v zmysle priestorového rozšírenia taxónov alebo porastu makrofytov a relatívna početnosť taxónov makrofytov.

Prítomnosť makrofytov vo vodnom prostredí má výrazný vplyv na prítomnosť iných vodných organizmov – bentických, ale aj rýb alebo obojživeníkov a iných organizmov mimo vodného prostredia. Ich význam je pozitívny, ale aj negatívny.

Pozitívny vplyv je, že rastliny spotrebuvávajú množstvo živín z vodného prostredia. Ich nevýhodou je strata vodného priestoru pri nadmernom prerastení.

Rámcová smernica o vodách určuje makrofyty ako jeden z prvkov kvality pre povrchové vody – rieky, nádrže, pričom ich charakterizuje:

taxonomické zloženie a
početnosť.

Všeobecné faktory určujúce štruktúru a druhové zloženie sú:

hydrologický režim a výška vodného stĺpca,
svetlo,
substrát,
živiny,
znečistenie.

U makrofytov sa stretávame s rôznymi rastovými formami, ktoré sú:

submerzná vegetácia,
koreniace rastliny s plávajúcimi listami a kvetmi,
emerzná vegetácia,
voľne plávajúce rastliny,
makroskopické riasy.

2.3. Odber materiálu v teréne a determinácia druhov

Prípravné práce pred prieskumom

Pred prieskumom treba pripraviť všetky pomôcky potrebné na terénny prieskum, vrátane lekárničky alebo ochranných prostriedkov pre prácu v teréne s vodou, napr. okuliare, gumové rukavice, vhodná obuv a pod. Je potrebné naplánovať reálny denný objem prác.

Pred prieskumom je potrebné zistiť maximálne množstvo dostupných údajov v tlačenej či elektronickej forme. Najbežnejšie sú údaje o území z mapových serverov alebo zdrojov GIS, údaje o klíme a toku (napr. na stránke SHMÚ), alebo informácie o samotnom vodnom útvare na stránkach VÚVH. Iné dôležité informácie sú o tom, či sa lokalita nenachádza v chránenom území a ktoré činnosti sú podľa stupňa ochrany zakázané. V prípade potreby je potrebné kontaktovať Štátnu ochranu prírody SR. Táto inštitúcia (príp. lesná správa) môže poskytnúť hodnotné údaje z predchádzajúcich prieskumov o faune a flóre a o iných významných javoch (stupeň znečistenia, revitalizačné zásahy).

Terénny prieskum

Terénny prieskum je vykonávaný na základe dôkladného spoznania podmienok pre odber z predchádzajúcej rekognoskácie lokality a na základe preskúmania všetkých dostupných informácií o skúmanej lokalite.

Výber odberového miesta

Odberové miesto musí byť reprezentatívne pre daný úsek toku. Dĺžka odberového miesta závisí od šírky toku a od variability habitatov. Pre malé toky musí byť preskúmaná dĺžka odberové miesta aspoň 100 m. Vykoná sa na nej prieskum rôznorodosti podmienok povrchu dna a porastenia vegetáciou, zatienenia, rýchlosti prúdenia vody, hĺbky vody a pod., a na vhodne vybratých miestach samotný odber. Pre stredné a veľké toky dĺžka odberového miesta má dosahovať aspoň 500 m, čo vyplýva z homogénnejšieho pokryvu dna sedimentmi, ako aj z dlhších úsekov pokojných a prúdivých úsekov. Vybrané miesta sa pred odberom označia a ak je možné, zistia sa ich súradnice a nadmorská výška pre možnosť zakreslenia do mapy alebo vloženia do informačného alebo mapového systému.

Odberové obdobia

Populácie bezstavovcov sú vo všeobecnosti ovplyvňované sezónnymi cyklami. Nakoľko sa tieto cykly môžu medzi jednotlivými typmi tokov odlišovať, mali by sa vzorky odoberať v rozdielnych sezónach. Ak je odber opakovaný, odporúča sa odberové sezóny podľa typu toku rozvrhnúť medzi štyri sezóny (jar, leto, jeseň, zima) tak, aby bola vzorka odobraná minimálne z dvoch sezón. Pre podmienky Slovenska sa najvhodnejšími obdobiami pre odbery ukázali jar a jeseň (Šporka et al., 2003). Pre odber vzoriek sa vyberie stabilné obdobie. Odber sa neuskutočňuje počas obdobia kolísania hladiny (napr. povodňové stavy alebo topenie sa snehu).

Odber vzoriek

Metodika vlastného odberu vzoriek sa líši podľa veľkosti tokov, ale predovšetkým od hĺbky vody (Makovinska et al., 2006). V analyzovanom úseku sa snažíme čo najpresnejšie odhadnúť plochu prítomných druhov substrátov. Plošné zastúpenie odhadujeme len u tých substrátov, u ktorých je to možné stanoviť vizuálne - ide o substráty nachádzajúce sa len na malých plochách. Plošné zastúpenie dominantných substrátov sa odhaduje ich pomerným zastúpením.

Vzhľadom na striedanie priehlbín ‑ pokojných úsekov s laminárnym prúdením, a plytčín ‑ prúdivých úsekov s turbulentným prúdením, je dôležité ich zastúpenie v prieskume na 100 m dlhom úseku. Pri vlastnom odbere je potrebné jednotlivé odberové plochy voliť tak, aby toto zastúpenie odrážali (Obr. 1).

Obr. 1 Príklad odberu vzoriek z teoretického úseku toku z rôznych mikrohabitatov (prebraté z manuálu projektu STAR)

Obr. 2 Príklad priečneho rezu z teoretického úseku toku

Odber vzoriek by mal byť zo všetkých možných priestorov priečneho rezu analyzovaného toku (Obr. 2). Vhodné je začať ručným zberom jednotlivých živočíchov z povrchu vody. Výskyt takýchto organizmov zistíme pri prvotnom prieskume. Ulovené organizmy vkladáme do samostatnej nádoby.

Potom môže nasledovať ručný zber živočíchov prichytených na ponorené predmety pod vodnou hladinou - skaly, mŕtve drevo, korene stromov a ponorenej vegetácii. Tie by sa mohli pri hlavnom zbere makrozoobentosu odplaviť. Rukami sa opatrne vyberajú kamene a väčšie okruhliaky. Pred ich vyzdvihnutím dávame pod ne v smere prúdu sieťku na zber bentosu. Väčšie kamene sa opatrne prezrú a prichytené živočíchy sa premiestnia do sieťky. Väčšie organizmy, napr. larvy vodného hmyzu alebo mäkké krehké živočíchy, je výhodné pinzetou prenášať rovno do uzatváracích misiek a fixovať 70 % alkoholom. Podobne postupujeme s inými ponorenými predmetmi, ako sú kúsky dreva, konáriky, nepôvodné materiály, listy alebo zvyšky vodnej vegetácie. Odber z koreňov sa uskutočňuje tak, že korene sa vložia do sieťky, ktorá je exponovaná v prúde tak, aby nedochádzalo k vyplavovaniu živočíchov, a jednotlivé korene sa kefkou postupne oškrabávajú. Rovnako, ako pri odbere z dreva, je potrebný odhad plochy. Z veľkých balvanov alebo celistvých skalných lavíc sa vzorka odoberá priložením sieťky k balvanu; za pomoci škrabky a kefky sa oškriabe odberová plocha tak, aby prúd vody strhával živočíchy do sieťky.

Po odobratí materiálu z troch plôch, prípadne viacerých, po umytí prúdom vody, sa odobratý materiál preplachuje. Veľké kusy dreva alebo rôzne úlomky sa môžu odstraňovať, predtým sa však musia prezrieť a odobrať z nich prichytené živočíchy. Ulovené organizmy vkladáme do samostatných nádobiek podľa miesta výskytu.

Následným odberom je hlavný odber, kedy sa odber vykonáva tzv. rozrušovaním substrátu nohami alebo odberom povrchovej vrstvy v závislosti na substráte, prúde a habitatoch pre bentos a voľne plávajúce živočíchy. Z okrajových častí sa odoberá vzorka ručnou sieťkou (Obr. 3) a najlepšie pinzetou získavajú väčšie živočíchy priamo z plytkého dna.

Obr. 3 Príklady sortimentu odlovných sietiek na makrozoobentos (https://www.bioquipinc.com)

Pri odbere z rozrušeného dna sa sieťka drží vertikálne, pričom rám je kolmo na prúd, dole prúdom pod nohami. Otvor sieťky je orientovaný proti prúdu vody, sieťka je pevne pritlačená ku dnu a plochu s rozmermi 25 x 25 cm sa snažíme čo najlepšie rozrušiť. Uvoľnené živočíchy sú následne prúdom vody strhávané do sieťky. V pokojných úsekoch sa prúd vody vytvára rukami, ktorými sa aktívne vháňa voda do sieťky. Pre rozrušenie substrátu sa môžu použiť rôzne pomôcky (dlhší kus dreva, špachtľa, výtyčka). Dno sa dôkladne rozruší jemným kusom oceľového prútu (v jemných substrátoch je možné využiť aj špachtľu) do hĺbky najmenej 10 až 15 cm na odberovej ploche. Takto sa zabráni ich deštrukcii pri premývaní vzorky a zničeniu dôležitých determinačných znakov (napr. štety a dýchacie lupienky u podeniek). Povrch mäkkých sedimentov (napr. piesku) sa odoberá opatrne vtlačením ručnej sieťky a posúvaním pod substrátom v hĺbke 2 až 5 cm.

Determinácia živočíchov makrobezstavovcov

Po odbere a zakonzervovaní odobratých organizmov je potrebná ich presná identifikácia. Tá sa rieši podľa toho, aké hodnotiace postupy – metriky, budeme používať. Pre niektoré hodnotenia je postačujúce len rozdelenie do čeľadí. Pre výpočet niektorých indexov je potrebné identifikovať až jednotlivé druhy.

Identifikáciu organizmov by mali vykonávať len špecialisti s absolvovanými testami z determinácie na jednotlivé taxonomické skupiny, ktoré tradične organizuje VÚVH Bratislava. Na hrubú orientáciu je možné použiť jednoduché deterministické kľúče (Príloha 1, Príloha 2, Príloha 3).

Vybrané živočíchy sa triedia na jednotlivé systematické skupiny v laboratóriu. Takto získané živočíchy sa dávajú do malých nádobiek a fixujú sa pridaním 70 % alkoholu.

Na presnejšiu determináciu jednotlivých druhov používame laboratórne pomôcky ako optická lupa, mikroskop alebo elektronická lupa s možnosťou vytvorenia snímky organizmov (Obr. 4).

Obr. 4 Príklad elektronickej lupy so záznamom pozorovaných organizmov

3. Hodnotenie kvality vody

Na znečistenie vody reagujú živé organizmy na úrovni biocenózy (zmeny v druhovom zložení, prestavba trofických reťazcov a zmena kolobehu živín), na úrovni populácie (zmeny abundancie, intenzity rozmnožovania, veľkostného zloženia) a na úrovni jedinca (zmeny v metabolizme, rýchlosti rastu, genetickej zmeny a tvorby novotvarov, zmeny v správaní, úhyn). Všetky tieto zmeny môžu byť využité pri biologickej kontrole znečistenia vôd. Zmeny na úrovni biocenózy a populácie sa používajú najmä pri kontrole znečistenia v teréne, zmeny na úrovni jedinca sa využívajú v biotestoch robených prevažne v laboratóriách (Hartman et al., 1998). Znečistenie najskôr postihuje najcitlivejšie druhy a najcitlivejšie biocenózy.

Každý vodný organizmus má určité nároky na kvalitu životného prostredia. Žije a rozmnožuje sa hlavne tam, kde má vhodné podmienky, a živorí alebo odumiera tam, kde sú podmienky nepriaznivé. Ak poznáme aspoň z časti životné nároky vodných organizmov, môžeme podľa ich výskytu hodnotiť vlastnosti vody a môžeme vodu klasifikovať. Vodné organizmy pôsobia preto ako dobré indikátory kvality vody (Sládeček et al., 1981).

Ideálne indikátory saprobity, t.j. množstva organických látok a intenzity ich biochemického rozkladu, majú úzku sapróbnu väzbu ku konkrétnej kvalite vody. Oproti tomu zlé indikátory saprobity majú sapróbnu väzbu širokú, ich výskyt nie je príliš ovplyvnený mierou organického znečistenia vody. Pri hodnotení saprobity sú menej spoľahlivými indikátormi druhy, ktoré môžu migrovať (napr. ryby), veľmi spoľahlivé sú naopak druhy prisadnuté (napr. huby) (Hartman et al., 1998).

3.1. Vyhodnotenie získaných organizmov makrozoobentosu

Metóda vyhodnotenia druhov je založená na špecifických výpočtových metódach pre jednotlivé typy tokov. Tieto vychádzajú z autekologických charakteristík jednotlivých druhov, preto je nevyhnutná determinácia makrobezstavovcov na druhovú úroveň. Pre malé a stredné toky boli doporučené vhodné postupy hodnotenia (Tab. 1).

Tab. 1 Vybrané metriky pre malé toky s uvedením faktora kvality toku, ktorého vplyv indikujú (Hering et al., 2004)

Organické znečistenie	Degradácia riečnej morfológie	Celková degradácia
Sapróbny Index (Zelinka & Marvan)	-	-
Oligo [%]	-	-
BMWP Score	BMWP Score	BMWP Score
Rhithron Type Index	Rhithron Type Index	-
-	Rheoindex (Banning, with abundance classes)	-
Index of Biocoenotic Region	Index of Biocoenotic Region	-
Aka+Lit+Psa	Aka+Lit+Psa	-
EPT-Taxa	EPT-Taxa	EPT-Taxa

Charakteristika vybraných metrík:

Sapróbny Index (Zelinka & Marvan) - je číselná hodnota, ktorá udáva mieru organického zaťaženia vodného útvaru;
oligo [%] (scored taxa = 100 %) – hodnotí percentuálne zastúpenie taxónov preferujúcich oligosaprobitu, pričom do úvahy sa neberú taxóny, ktorým nebola priradená žiadna preferencia;
BMWP Score - Biomonitoring Working Party biotický index - predstavuje súčet bodov pridelených jednotlivým čeľadiam podľa ich citlivosti na organické znečistenie. BMWP index priraďuje jednotlivým čeľadiam skóre od 1 do 10 podľa ich vzťahu k organickému znečisteniu. Najvyššiu hodnotu 10 majú čeľade, ktoré sú citlivé na znečistenie a náročné na obsah kyslíka vo vode, napr. všetky pošvatky (Plecoptera), z podeniek čeľ. Heptageniidae a iné. Najnižšie skóre majú taxóny tolerantné k znečisteniu, napr. pakomáre (Diptera, Chironomidae), ktorých skóre je 2;
Rhithron Type Index - odráža zastúpenie ritrálových taxónov;
Rheoindex (Banning) - udáva pomer taxónov preferujúcich rýchlo tečúce vody k taxónom preferujúcim pomaly tečúce a stojaté vody;
Metarhithral [%] (scored taxa = 100 %) - udáva percentuálne zastúpenie taxónov preferujúcich metaritrál, pričom do úvahy sa neberú taxóny, ktorým nebola priradená žiadna preferencia;
Index of Biocoenotic Region - zohľadňuje zastúpenie taxónov preferujúcich jednotlivé zóny toku od krenálu po potamál;
Type Aka+Lit+Psa [%] (scored taxa = 100 %) - percentuálne zastúpenie taxónov preferujúcich substráty akál, litál a psamál, pričom do úvahy sa neberú taxóny, ktorým nebola priradená žiadna preferencia;
Diversity (Margalef) Index - index diverzity podľa Margalef (1958);
Shredders [%] (scored taxa = 100 %) - percentuálne zastúpenie potravnej skupiny drvičov, pričom do úvahy sa neberú taxóny, ktorým nebola priradená žiadna preferencia;
Gatherers/Collectors [%] (scored taxa = 100 %) - percentuálne zastúpenie potravnej skupiny zberačov-zhŕňačov, pričom do úvahy sa neberú taxóny, ktorým nebola priradená žiadna preferencia;
Number of Families - počet čeľadí;
EPT-Taxa - počet taxónov E – podeniek (Ephemeroptera), P - pošvatiek (Plecoptera) a T - potočníkov (Trichoptera).

3.2. Bližšia charakteristika vybraných metrík

Benthic quality index (BQI)

Na stanovenie organického zaťaženia nádrže (eutrofizácie), resp. trofického statusu nádrže sa používa „benthic quality index“ (BQI) (Wiederholm, 1980):

\( BQI = \frac{ \sum{k_i \cdot n_i}}{N} \)

kde k_i je hodnota i-teho indikátorového druhu, n_i je počet jedincov i-teho indikátorového druhu a N je celkový počet jedincov všetkých indikátorových druhov.

Hodnota výsledného indexu sa pohybuje od 5 (oligotrofia) do 1 (eutrofia) a ostatné hodnoty vyjadrujú prechody medzi nimi (hodnota 3 zodpovedá mezotrofii).

Ako pomocné hodnotenia profundálnych spoločenstiev, zvlášť pri porovnávaní jednotlivých nádrží medzi sebou, sa použije Shannonov index diverzity (H):

kde p_i je hodnota početnosti každého druhu a N je súčet hodnôt početností všetkých druhov.

Ďalej sa používa aj index vyrovnanosti (equitability; EH):

\( E_H = \frac{H}{ln N} \)

kde N je počet druhov, H je Shannonov index (BEGON et al., 1997).

**BMWP Score - Biomonitoring Working Party biotický index**

Predstavuje súčet bodov pridelených jednotlivým čeľadiam podľa ich citlivosti na organické znečistenie. BMWP index priraďuje jednotlivým čeľadiam skóre od 1 do 10 podľa ich vzťahu k organickému znečisteniu. Najvyššiu hodnotu 10 majú čeľade, ktoré sú citlivé na znečistenie a náročné na obsah kyslíka vo vode, napr. všetky pošvatky (Plecoptera), z podeniek čeľ. Heptageniidae a iné. Najnižšie skóre majú taxóny tolerantné k znečisteniu, napr. pakomáre ( Diptera, Chironomidae), ktorých skóre je 2. Pre hodnotenie sú organizmy makrozoobentosu zadelené do skupín (Tab. 1).

Tab. 1 Hodnoty skóre jednotlivých čeľadí pre výpočet BMWP indexu

Čeľaď	Skóre
Podenky (Ephemeridae, Heptageniidae); pošvatky (všetky čeľade)	10
Vážky (všetky čeľade); raky ( Astacidae)	8
Podenky (Caenidae); potočníky so schránkami (všetky čeľade); bezschránkaté potočníky (Rhyacophilidae, Polycentropodidae)	7
Rôznonožce (Gammaridae); ulitníky (Ancylidae)	6
Bzdochy (všetky čeľade); vodné chrobáky (všetky čeľade); bezschránkaté potočníky (len Hydropsychidae); dvojkrídlovce (Tipulidae, Limoniidae, Pediciidae, Simuliidae); ploskulice (všetky čeľade)	5
Podenky (len Baetidae); strechatky (Sialidae)	4
Ulitníky (Lymnaeidae, Planorbidae, Physidae); lastúrniky (Sphaeriidae); pijavice (všetky čeľade); rovnakonožce (Asellidae); vodné roztoče (všetky čeľade)	3
Dvojkrídlovce – pakomáre ( Chironomidae)	2
Máloštetinavce (všetky čeľade)	1

Na základe výskytu jednotlivých čeľadí hmyzu sa urobí ich vyznačenie a pre každú prítomnú čeľaď sa započítajú jej indikačné body. Následne sa všetky prítomné čeľade a ich body sčítajú. Na základe výsledku môžeme priradiť triedu čistoty a slovne interpretovať kvalitu vody (Tab. 2).

Tab. 2 Hodnoty BMWP skóre a odpovedajúca kvalita vody

Trieda čistoty

BMWP

ASPT

Interpretácia – kvalita vody

5

4

3

2

1

0 - 25

25 - 50

50 - 100

100 - 150

> 150

1,0 - 2,5

2,5 - 4,0

4,0 - 5,5

5,5 - 7,0

> 7,0

veľmi silne znečistená voda

silne znečistená voda

znečistená voda

čistá voda

veľmi čistá voda

Konkrétnym príkladom výpočtu BMWP indexu je biologické hodnotenie na potoku (Tab. 3).

Tab. 3 Ukážka identifikovaných druhov s priradeným skóre

Čeľaď	Skóre
Kmeň: Ploskavce (Platyhelmintes)
Ploskulice (všetky čeľade)	3
Kmeň: Mäkkýše (Mollusca)
Ulitníky (Ancylidae)	6
Ulitníky (Lymnaeidae, Planorbidae, Physidae)	3
Lastúrniky (Sphaeriidae)	3
Kmeň: Obrúčkavce (Annelida)
Máloštetinavce (Oligochaeta) všetky čeľade	1
Pijavice (Hirudinea) (všetky čeľade)	1
Kmeň: Článkonožce (Arthropoda)
podkmeň: Klepietkavce (Chelicerata)
Vodné roztoče (Hydracarina)	3
podkmeň: Kôrovce (Branchiata)
Raky (Astacidae)	8
Rovnakonôžky (Asellidae)	3
Rôznonôžky (Gammaridae)	6
podkmeň Vzdušnicovce (Tracheata)
Podenky (Ephemeroptera): Ephemeridae, Heptageniidae	10
Podenky (Caenidae)	7
Podenky (Ephemeroptera): Baetidae	4
Vážky (všetky čeľade)	8
Pošvatky (Plecoptera) (všetky čeľade)	10
Bzdochy (Heteroptera) (všetky čeľade)	5
Vodnárky (Megaloptera) (Sialidae)	4
Potočníky (Trichoptera) so schránkami (všetky čeľade); bezschránkaté potočníky (Rhyacophilidae, Polycentropodidae)	7
Potočníky (Trichoptera) (len Hydropsychidae)	5
Vodné chrobáky (Coleoptera) (všetky čeľade)	5
Dvojkrídlovce (Diptera) (Tipulidae, Limoniidae, Pediciidae, Simuliidae)	5
Dvojkrídlovce (Diptera) – Pakomáre ( Chironomidae)	2
Suma	47

Výsledok: Biologické hodnotenie vykazuje hodnotu v rozsahu 70 – 41, čo indikuje priemerný stav kvality - znečistená voda.

Family-level biotic index (FBI) - rodinný biotický index

Ide určovanie nájdených jedincov do úrovne čeľadí. Použitie tohto prístupu je ďaleko rýchlejšie je určovanie do rodu a druhu. Porovnaním oboch indexov bolo zistené (Hilsenhoff, 1988), že pri použití FBI sa stráca určitá presnosť. FBI zvyčajne indikuje väčšie znečistenie v neznečistených alebo nepatrne znečistených tokoch a menšie znečistenie v znečistených vodách.

Po vynásobení počtu jedincov s číslom zodpovedajúcim skóre tolerancie pre tento taxón a vydelením celkovým počtom jedincov získame výslednú hodnotu. Výpočet rodinného biotického indexu (Hilsenhoff, 1988), je vlastne vážený priemer:

\( FBI = \frac{ \sum{n_i \cdot t_i}}{N} \)

kde n_i je počet jednotlivcov i-tej rodiny, t_i je tolerancia i-tej rodiny a N je počet rodín zahrnutých do analýzy.

Cieľom FBI je poskytnúť pre biológov rapídne rýchle, ale menej kritické zhodnotenie tokov priamo v teréne. Nie je považovaný za náhradu za Biotický index. Výsledná hodnota FBI sa môže pohybovať v rozmedzí od 0 do 10, zodpovedajúca stupňu kvality vody. Hodnoty pre sledované čeľade sú uvedené v tab. 4.

Tab. 4 Hodnoty tolerancie pre čeľade bezstavocov vodných tokov (Hilsenhoff, 1988)

ISOPODA	Aselidae 8
AMPHIPODA	Gammaridae 4, Talitridae 8
EPHEMEROPTERA	Baetidae 4, Baetiscidae 3, Caenidae 7, Ephemerrelidae 1, Ephemeridae 4, Heptageniidae 4, Leptophlebiidae 2, Metretopodidae 2, Oligoneuriidae 2, Polymitarcyidae 2, Potamanthidae 4, Siphlonuridae 7, Tricorythidae 4
ODONATA	Aeshnidae 3, Calopterygidae 5, Coenagrionidae 9, Cordulegastridae 3, Corduliidae 5, Gomphidae 1, Lestidae 9, Libellulidae 9, Macromiidae 3
PLECOPTERA	Capnidae 1, Chloroperlidae 1, Leuctridae 0, Nemouridae 2, Perlidae 1, Perlodidae 2, Pteronarcyidae 0, Taeniopterygidae 2
MEGALOPTERA	Corydalidae 0, Sialidae 4
TRICHOPTERA	Brachycentridae 1, Glossosomatidae 0, Helicopsychidae 3, Hydropsychidae 4, Hydroptilidae 4, Lepidostomatidae 1, Leptoceridae 4, Limnephilidae 4, Molannidae 6, Odontoceridae 0, Philopotamidae 3, Phryganeidae 4, Polycentropidae 6, Psychomyidae 2, rhyacophilidae 0, Sericostomatidae 3
LEPIDOPTERA	Pyralidae 5
DIPTERA	Athericidae 2, Blepharicidae 0, Ceratopogonidae 6, Chironomini 8, ost. Chironomidae 6, Dolichopodidae 4, Empididae 6, Ephydridae 6, Psychodidae 10, Simuliidae 6, Muscidae 6, Syrphidae 10, Tabanidae 6, Tipulidae 3
COLEOPTERA	Dryopidae 5, Elmidae 4, Psephenidae 4

Vyšší výsledok znamená väčšie znečistenie vody a naopak. Výsledky interpretujeme podľa údajov v Tab. 5.

Tab. 5 Hodnotenie kvality vody pomocou biotického indexu (Hilsenhof, 1988)

Biotický index	Kvalita vody	Stupeň organického znečistenia
0,00 - 3,50	Vynikajúca	Bez zjavného organického znečistenia
3,51 - 4,50	Veľmi dobrá	Možné ľahké organické znečistenie
4,51 - 5,50	Dobrá	Čiastočné organické znečistenie
5,50 - 6,50	Priemerná	Značné organické znečistenie
6,51 - 7,50	Zhoršená	Výrazné organické znečistenie
7,51 - 8,50	Zlá	Veľmi výrazné organické znečistenie
8,51 - 10,00	Veľmi zlá	Ťažké organické znečistenie

3.3. Hodnotenie kvality podľa sapróbneho indexu

Znečistenie povrchovej vody v priebehu tohto storočia dosiahlo takej výšky, že poskytlo veľké množstvo podkladov pre vytvorenie doposiaľ najdokonalejšieho systému biologického hodnotenia kvality vody – systému saprobity (Hartman et al., 1998).

Prvoky osídľujú v riečisku povrch kameňov alebo vodné rastliny, korene visiace z brehu do vody a náplavy každého druhu. Zastúpenie jednotlivých druhov v ich spoločenstve dáva odborníkom prehľad o kvalite vody podľa „sapróbneho systému“. Druhové zloženie spoločenstva a početnosť jednotlivých druhov sa menia v závislosti od obsahu organických látok a množstva kyslíka vo vode. Pomocou analýzy vody potom možno stanoviť stupeň jej znečistenia. Označenie oligotrofný (chudobný na živiny), eutrofný (bohatý na živiny), mezotrofný (stredný stav) a polytrofný (s nadmerným množstvom živín) sa zakladá na tzv. sapróbnom indexe, ktorý sa stanovuje vo veľkej miere aj na základe prvokov (Kokeš, 1999).

V súčasnej dobe sa využívajú všetky druhy prítomné v biocenóze, pokiaľ je známa ich sapróbna valencia. Sapróbny index spoločenstva (číselné hodnotenie saprobitov) je v tomto prípade vypočítavaný zo sapróbnych indexov jednotlivých druhov, ich početnosti a indikačnej váhy. Biologická indikácia čistoty vody je oveľa rýchlejšia a lacnejšia než indikácia chemická a bakteriologická.

Sapróbny index má v Českej republike tradíciu. Pretože platnosť hlavných výhrad a poznámok k sapróbnemu indexu je možné rozšíriť aj na ostatné biotické indexy. Niektoré z nich sú uvedené v nasledujúcom prehľade na základe zhrnutia Sládečka (1973), pričom kurzívou sú uvedené protiargumenty:

sapróbny systém nie je vedecký, je empirický. Je ale založený na skutočnostiach reálne zistených a objektívne existujúcich, ktoré nemôžu byť teoreticky vyvrátené. Prax je tu inšpiráciou pre teóriu;
taxonómia nie je dostatočne pokročilá a je často kontroverzná, často nie sú k dispozícii moderné kľúče. Sapróbny systém umožňuje posúdenie čistoty vody a taxonómia nebude nikdy úplne dokonalá;
systém zjednodušuje - v reakcii spoločenstva makrozoobentosu sa odrážajú nielen vplyvy organického znečistenia, ale aj mnoho ďalších faktorov (napr. konkurencia druhov, rozšírenie, kvalita substrátu, hydrologické faktory, veľkosť toku), pritom tolerancia jednotlivých taxónov k organickému znečisteniu nie je často presne známa a nemusí byť stála, organizmy sa môžu prispôsobovať. Príroda je veľmi rozmanitá a mnohotvárna a nemožno ju postihnúť bez určitej miery zjednodušenia. Zjednodušujú sa všetky systémy, toto zjednodušenie nie je na závadu, ak sme si ho vedomí;
sapróbne podklady nemožno použiť všeobecne, platia v oblasti, pre ktorú boli stanovené. Systém je trochu pracný, vyžaduje determináciu do čo najnižších taxonomických úrovní a zistenie počtu jedincov jednotlivých taxónov vo vzorke. Môžu ho vykonávať len hydrogeológovia s určitými skúsenosťami;
sapróbny systém je zameraný iba na hodnotenie organického znečistenia a nepostihuje ani jeho jednotlivé formy. Organické znečistenie bude mať význam ešte dlho a je veľmi užitočné, ak vieme, či hrá úlohu alebo nie;
sapróbne hodnotenie sa hodí len pre tečúce vody. Pre stojaté vody nie je vždy spoľahlivé;
nerozlišuje medzi prirodzeným a človekom spôsobeným organickým znečistením.

Časť týchto výhrad je zameraná proti biologickému hodnotenie vôbec. Dá sa však povedať, že biotické indexy fungujú dobre v podmienkach, pre ktoré boli vytvorené, tj. plytké, asi do 1 metra hĺbky vody, tečúce vody a pre detekciu narušenia, pre ktoré sú určené (organické znečistenie). Pre hodnotenie zo širšieho hľadiska je ich spoľahlivosť nižšia (Rosenberg et al., 1993).

Pri hodnotení kvality povrchových vôd hodnotíme vody zvyčajne v skupinách patriacich ku katarobite, ale predovšetkým v piatich skupinách limnosaprobity (Tab. 1). Výpočet sapróbneho indexu spoločenstva (S) sa počíta podľa vzťahu doporučeného Marvanom (Hartman et al., 1998):

\( S = \frac{ \sum{S_i \cdot I_i \cdot h_i}}{ \sum{h_i \cdot I_i}} \)

kde S_i je sapróbny index druhu, I_i je indikačná váha druhu, h_i je početnosť druhu vo vzorke, i je poradové číslo druhu vo vzorke (Marvan 1969, cit. z Sládeček a kol. 1981).

Tab. 1 Stupnica hodnotenia čistoty vody podľa ČSN 75 7716 s komentárom

Hodnota Si	Komentár
-0,5 – 0,5	*Xenosaprobita* - čistá, neznečistená voda so slabým oživením
0,5 – 1,5	*Oligosaprobita* - čistá voda s malým prísunom organických látok a živín
1,5 – 2,5	β-mesosaprobita - zvýšený prísun organických látok, ktoré nie sú úplne zmineralizované a využité na primárnu produkciu. Autochtónna produkcia organických látok je väčšia ako ich prísun z okolitého prostredia (allochtónna). Prebieha tu len aeróbny rozklad.
2,5 – 3,5	α-mesosaprobita – ešte viac zvýšený prísun organických látok, ktoré nie sú úplne zmineralizované a využité na primárnu produkciu. Allochtónny a autochtónny prísun organických látok je vyrovnaný. Rozklad dosahuje maximálnu intenzitu a vyskytujú sa aj počiatky anaeróbneho rozkladu.
3,5 – 4,5	*Polysaprobita* – ešte viac zvýšený prísun organických látok. Normálne tu prebieha aj anaeróbny rozklad, primárna produkcia je znížená. Počas rozkladu sa neuvolňujú minerálne živiny a primárna produkcia môže využívať iba živiny, ktoré sú prinášané z okolitého prostredia.

Saprobita je súbor vlastností vodného prostredia podmienený prítomnosťou organických látok, ktoré podliehajú biochemickému rozkladu. Naproti tomu trofia (úživnosť) vyjadruje schopnosť vodného prostredia dodávať organizmom živiny, aby mohli rásť. Podľa hodnoty sapróbneho indexu (Si) zatrieďujeme toky do piatich tried kvality trofickej stupnice (Tab. 1). Zvyšovanie saprobity (od xenosaprobity až po polysaprobitu) sa nazýva saprobizácia (znečisťovanie); zvyšovanie trofie je eutrofizácia. V konečnom dôsledku saprobizácia a eutrofizácia spolu úzko súvisia, prebiehajú paralelne a za určitých okolností sú identické.

Saprobita odráža priemerný stav kvality vody za určité, väčšinou dlhé obdobie potrebné na sformovanie biocenózy určitého typu. Predpokladá sa, že existuje určitý kauzálny vzťah medzi priemernými hodnotami biochemickej spotreby kyslíka (BSK₅)a príslušnou saprobitou (Rothschein, 1980). Podľa Sládečka (1988) 1-2,5 mg.l^-1BSK₅zodpovedá oligosaprobite, vode veľmi čistej, 2,5-5 mg.l^-1 BSK₅ zodpovedá β-mezosaprobite, čistej vode. Koncentrácia 10 mg.l^-1BSK₅je na hranici medzi α-mezosaprobitou a polysaprobitou, čiže vodou znečistenou až silne znečistenou. Sapróbny index má číselný rozsah -1,5 až +8,5. Okrem presného určenia ho možno tiež odhadnúť na základe hodnôt BSK₅ a koncentrácie O₂ (tab. 2), prípadne aj ďalších (napr. bakteriologických) charakteristík.

Tab. 2 Sapróbny index

Sapróbny index	Stupeň saprobie	BSK₅ max[mgl^-1]	O₂ min [mgl^-1]	Poznámka
-1,5		0		destilovaná voda
-1	katarobita	0,10		podzemné vody
-0,5		0,25		pitné vody, pramene
0	xenosaprobita	0,5	9,5	potoky
0,5		1	9,2 (8)	riečky
1,0	oligosaprobita	1,7	9	jazerá
1,5		2,5	8,7 (6)	rieky
2,0	beta-mesosaprobita	3,7	8,3
2,5		5	7,4 (4)	rybníky
3,0	alfa-mesosaprobita	8	6	znečistené toky
3,5		10	4,4 (2)
4,0	polysaprobita	30	3
4,5		50	1,5 (0,1)

Vzťah medzi sapróbnym indexom a koncentráciou kyslíku nie je celkom jednoznačný; v literatúre možno nájsť aj dosťodlišné hodnoty. V tab. 2 sú napr. hodnoty bez zátvoriek odčítané z nomogramu Tučka a Sládečka, zatiaľ čo hodnoty v zátvorkách boli prevzaté z tabuľky publikovanej Sládečkom.

Limnosaprobita

Limnosaprobitu delíme ďalej na 5 stupňov, ktoré prakticky zodpovedajú pôvodnému členeniu Kolkwitza a Marssona.

Xenosaprobita

Stupeň najčistejších povrchových vôd, ktorý je do značnej miery totožný s pôvodným stupňom najčistejších vôd, s katarobitou, ale je tu už väčšie oživenie. Zahrňuje najčistejšie horské potoky a pramenné úseky s minimálnym obsahom organických látok. Voda je veľmi vhodná pre vodárenské účely s minimálnymi nákladmi na úpravu. BSK₅ je do 2 mg.l ^-1, obsah kyslíka väčší ako 8 mg.l^-1. Psychrofilné baktérie sú zastúpené menej ako 900 b.ml^-1,koliformné menej ako 10 000 b.l^-1. Z rybárskeho hľadiska ide o hornú časť pstruhového pásma. Oživenie vody býva slabé. Z rýb sa najčastejšie vyskytujú pstruh a hlaváč (pstruhové pásmo).

Silný prúd nedovoľuje usadzovaniu drobnejších častíc, ani menších kameňov. Dno býva zvyčajne kamenité, s veľkými balvanmi. Voda je veľmi chladná, v lete zvyčajne nepresiahne 18 ^oC. Okrem machu a pečeňoviek sa tu nevyskytujú ďalšie makrofyty, nanajvýš úplne ojedinele Veronika potočná (Veronica beccabunga) a hviezdoš (Callitriche).

Oligosaprobita

Veľmi čisté vody bez antropogénneho znečistenia. Typom sú to podhorské toky. Voda je vhodná pre vodárenskú úpravu. Tok je stále ešte značne rýchly, ale dovoľuje v zátokách usádzanie drobných kameňov, miestami i piesku. Dno je prevažne kamenité, sprievodná vegetácia stále ešte chudobná. Chladná voda (v lete nepresahuje 20 ^oC, len výnimočne 22^oC), je dobre prekysličená (vždy nad 6 mg.l^-1 kyslíka), BSK₅ do 5 mg.l^-1, psychrofilné baktérie menej ako 10 000 b.ml^-1, koliformné menej ako 50 000 b.l^-1. Z rýb tu okrem pstruha a hlaváča žijú lipeň, mrenka, jalec hlavatý, mieň a podustva. Jedná sa o dolnú časť pásma pstruhového a pásmo lipňové.

Betamezosaprobita

Menšie toky v pahorkatine s vodou už zaťaženou určitým znečistením. Perejovité úseky sa striedajú s pokojnými miestami. Dno je väčšinou piesčité, v perejách kamenité, na pokojnejších úsekoch sa začínajú vytvárať nie príliš silné usadeniny svetlého, dobre mineralizovaného bahna. Voda sa dá spracovať na pitnú len po náročnej úprave. Vody nesú značné množstvo minerálnych látok a živín, čo prispieva k bohatému rozvoju rastlín a živočíchov. Voda má uspokojivý obsah kyslíka (nad 4 mg.l^-1), vyhovujúcu BSK₅ (do 10 mg.l^-1), počty baktérií už narastajú: psychrofilné do 50 000 b.ml^-1, koliformné do 100 000 b.l ^-1. Vody tohto pásma majú optimálne podmienky pre rozvoj väčšiny druhov rastlín a živočíchov z najrôznejších skupín. Z rýb sú zastúpené pleskáč, kapor, šťuka, zubáč, podustva, jalec, sumec, ostriež, lopatka dúhová a i. Voda je ešte vhodná na rekreačné kúpanie. Hĺbka toku sa zväčšuje, v nížinách sa začínajú vytvárať meandre. Objavuje sa hojnosť sprievodnej vegetácie, známej zo stojatých vôd: trstina, pálka, puškvorec. Teplota vody sa v letných mesiacoch blíži k 24 - 26^oC, väčšinou je kalná rozvojom fytoplanktónu a unášanými anorganickými časticami.

Alfamezosaprobita

Zvýšené množstvo organických látok a rýchly úbytok kyslíka vedie k zmene prirodzených biocenóz. Charakteristický je vysoký nárast počtu baktérií a s tým spojená vysoká intenzita rozkladných procesov. Ako príklad tohto typu môžu slúžiť toky pod slabšími zdrojmi organického znečistenia. Počet druhov hydrobiontov je znížený, avšak zvyšné druhy sa zvyčajne silne premnožia. Voda nie je použiteľná pre vodárenské účely ani na rekreáciu, pre závlahy len vo výnimočných prípadoch. Jedná sa väčšinou o nížinné toky s pomalým prúdom, v ktorých prevláda sedimentácia doteraz unášaných jemných častíc. Bahno ešte máva svetlú farbu, lebo čierny sírnik železa stačí oxidovať na hnedý hydroxid. Obsah psychrofilných baktérií je do 250 000 b.ml^-1, koliformných do 1 000 000 b.l^-1, obsah rozpusteného kyslíka je v rozpätí 2 - 4 mg.l^-1, BSK₅ do 15 mg.l^-1. Občasný výskyt patogénnych baktérií. Teplota vody dosahuje 26^oC. Medzi rybami nájdeme zástupcov hlavne pleskáčového pásma, ale len v malom množstve, sporadicky.

Polysaprobita

Polysapróbne pásmo je charakterizované prevahou redukčných pochodov pri hnilobných a rozkladných procesoch organických odpadových látok. Kyslík chýba alebo je prítomný len v malom množstve, takže pri anaeróbnych pochodov vznikajú zapáchajúce zlúčeniny (sírovodík, čpavok a pod.). Je tu nadbytok organických látok v rôznom stupni rozkladu. Typom polysapróbnych vôd sú pomaly tečúce toky pod silnými zdrojmi organického znečistenia. Biologicky je pásmo charakterizované veľkým rozvojom baktérií, do 2 000 000 b.ml^-1 psychrofilných a do 20 000 000 b.l^-1 koliformných. Dochádza tu k masovému rozvoju vláknitej baktérie Sphaerotilus natans, obsah kyslíka vo vode sa pohybuje od 0,5 do 2,0 mg.l^-1, BSK₅ je vždy nad 15 mg.l^-1. Teplota vody dosahuje až 28^oC.

Tab. 3 Príklad výskytu jednotlivých druhov organizmov v roku 2003 a 2004 na vodnom toku Bocegaj

Vzťahmi medzi biotou a organickým znečistením sa zaoberali Sládeček, Rothschein a ďalší. Porovnávali najmä hodnoty indexu saprobity voči jednotlivým všeobecným FCH ukazovateľom ako sú napr. BSK₅, O₂, NH₄⁺.

Sládeček (1973) porovnal sapróbne indexy makrozoobentosu a priemerné koncentrácie BSK ₅a O₂ s hornými limitmi sapróbnych tried (Tab. 4).

Tab. 4 Porovnanie sapróbnych indexov makrozoobentosu a priemerných koncentrácií BSK₅ a O₂ s hornými limitmi sapróbnych tried

Sapróbna trieda	Sapróbny index [-]	BSK₅[mg/l]	O₂ [mg/l]
xenosaprobita	0,5	<1,0	>8,0
oligosaprobita	1,5	<2,5	>6,0
β-mezosaprobita	2,5	<5,0	>4,0
α-mezosaprobita	3,5	<10	>2,0
polysaprobita	4,5	<50	>0,1

Štatistickými analýzami z 1083 údajov o saprobite a amónnych iónoch v slovenských tokoch (Rothschein, 1986) bol zistený nelineárny vzťah medzi NH₄⁺ a sapróbnymi triedami (Tab. 5).

Tab. 5 Porovnanie indexu saprobity a koncentrácie amónnych iónov (uvažovali sa horné hranice sapróbnych tried a P90 NH₄+)

Sapróbna trieda	Sapróbny index [-]	NH₄⁺ [mg.l^-1]
xenosaprobita	<0,5	<0,4
xeno-oligosaprobita	<1,0	<0,5
oligosaprobita	<1,5	<0,9
β-mezosaprobita	<2,5	<1,7
β-α-mezosaprobita	<3,0	<2,3
α-mezosaprobita	<3,5	<3,3
polysaprobita	<4,0	<5,9
poly-hypersaprobita	>4,0	>5,9

Sapróbne indexy sa používajú aj pre bentické rozsievky. Fjerdingstad (1974) opísal systém pre odhad úrovne znečistenia v tokoch podľa spoločenstiev bentických rozsievok a definoval nasledujúce vzťahy medzi SI a priemernou koncentráciou BSK₅.

Tab. 6 Vzťahy medzi SI a priemernou koncentráciou BSK₅

Sapróbna trieda	BSK₅ [mg.l^-1]	BSK₅ [rozsah mg.l^-1]
polysaprobita	30	15-60
a-mezosaprobita	10	4-30
b-mezosaprobita	5	2-15
g-mezosaprobita	3	2-6
oligosaprobita	2	1-4

Pre Slovensko máme spracovanie hodnotenia kvality povrchových vôd podľa sapróbneho indexu v dokumentoch pre aplikáciu požiadaviek rámcovej smernice pre povodia na území Slovenska (povodie riek Dunaj a Visla).

V nasledovnej tabuľke je samostatne spracované hodnotenie tokov na našom území podľa nadmorskej výšky tokov a veľkosti ich povodia (Tab. 7).

Tab. 7 Predbežná klasifikačná schéma pre sapróbny index makroevertebrát (PEK – pomer ekologickej kvality, SI – sapróbny index)

V tabuľke je PEK pomer ekologickej kvality, čo je vyjadrenie reálnej kvality hodnoteného úseku toku ku kvalite referenčného nenarušeného úseku toku.

Si je hodnota sapróbneho indexu. Z hodnôt je zrejmé, že pre najkvalitnejšie toky nepožadujeme najčistejšiu vodu s nízkym oživením ale dostatočne produktívnu Betamezosaprobitu – b. Kvalita vôd by ale nemala prekročiť sapróbny index š čo je hodnota v rámci prechodu β-α-mezosaprobita a tak požadované kvalitatívne rozpätie je pomerne malé.

Pre ostatné metriky je pripravená podobná nasledovná tabuľka (Tab. 12).

Tab. 8 Referenčná hodnota a hraničné hodnoty medzi jednotlivými triedami (veľmidobrý ekologický stav) v malých tokoch (10 až 100 km²) pre vybrané metriky

Malé toky	Hranica medzi triedami	Hraničné hodnoty – EQR medzi triedami	Saprobic Index (Zelinka & Marvan)	oligo [%] (scored taxa = 100%)	BMWP Score	Rhithron Typie Index	Index of Biocoenotic Region	Rheoindex	[%] Type Aka+Lit+Psa (scored taxa = 100%)	EPT-Taxa
do 200 m	1	0.8	1.7	25.4	57.5	6.2	4.7	0.73	43.6	5
	2	0.6	2.15	19.3	43.9	4.9	5.9	0.55	35.2	4
	3	0.4	2.6	13.1	30.2	3.6	7	0.36	26.9	2
	4	0.2	3.05	7	16.6	2.3	8.2	0.18	18.5	1
200-500 m	1	0.8	1.58	34.2	116	12.6	4.4	0.87	61.4	16
	2	0.6	2.06	25.9	86.9	9.7	5.6	0.65	48.4	12
	3	0.4	2.54	17.5	58.2	6.8	6.9	0.44	35.3	8
	4	0.2	3.02	9.2	29.5	3.9	8.1	0.22	22.2	4
500-800 m	1	0.8	1.5	38	128	13.7	4.1	0.93	72.1	19
	2	0.6	2	28.7	96.8	10.5	5.4	0.69	56.4	14
	3	0.4	2.5	19.4	65.5	7.4	6.6	0.46	40.6	10
	4	0.2	3	10.1	34.3	4.2	7.9	0.23	24.9	5
nad 800 m	1	0.8	1.4	34	98	12.7	4	0.95	75	15
	2	0.6	1.91	25.7	75	9.8	5.3	0.7	58.6	11
	3	0.4	2.44	17.4	51	6.8	6.7	0.48	42.1	8
	4	0.2	2.97	9.1	27	3.9	8	0.24	26.6	4

Vysvetlivky:

1 – hranica medzi veľmi dobrým a dobrým stavom

2 – hranica medzi dobrým a priemerným stavom

3 – hranica medzi priemerným a zlým stavom

4 – hranica medzi zlým a veľmi zlým stavom

Hodnotenie kvality povrchových vôd pomocou maktoorganizmov je dobrá ale náročná metóda vyžadujúca praktické skúsenosti hodnotiteľov. Výsledky sú ale postihujúce dlhodobejšiu, nie okamžitú kvalitu vody v toku a preto je objektívnejšie.

4. Použitá literatúra

ADÁMEK, Z., HELEŠIC J., MARŠÁLEK B., RULÍK M. 2010. Aplikovaná hydrobiologie. Vodňany: Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Fakulta rybářství a ochrany vod, 350 s. ISBN 978-80-87437-09-4.

AMBROŽOVÁ, J. 2003. Aplikovaná a technická hydrobiologie. 2. vyd. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 226 s. ISBN 80-7080-521-8.

ARMITAGE P.D., MOSS D., WRIGHT J.F., FURSE M.T., 1983. The Performance of a New Biological Water Quality Score System Based on Macroinvertebrates Over a Wide Range of Unpolluted Running-Wate Sites. Water Res., 17(3): 333-347.

ARMITAGE P.D., WRIGHT J.F., FURSE M.T. 1992. RIVPACS - a technique for evaluating the biological quality of rivers in the U.K. European Water Pollution Control, 4(3): 15-25.

BEGON M., HARPER J.L., TOWNSEND C.R. 1997. Ekologie: jedinci, populace, společenstva. – Vydavatelství Univerzizy Palackého, Olomouc, 951pp.

HARTMAN P., PŘIKRYL I., ŠTĚDRONSKÝ E. 2005. Hydrobiologie. 3. vyd. Praha: Informatorium, 359 s. ISBN 80-7333-046-6.

HERING D., MOOG O., SANDIN L., VERDONSCHOT P. F. M., 2004. Overview and application of the AQEM assessment system. Hydrobiologia 516: 1–20.

HILSENHOFF W.L. 1988. Rapid field assessment of organic pollution with a family level biotic index. Journal of the North American BenthologicalSociety. 7(1): 65-68.

HYÁNEK Ľ. et al. 1991. Čistota vôd. Vysokoškolská učebnica. Alfa Bratislava.

ISO/DIS 8689-1. Draft International Standard: Water quality, biological classification of rivers – part 1: Guidance on the interpretation of biological quality data from surveys of benthic macroinvertebrates.

KOKEŠ, J., VOJTÍŠKOVÁ. D., 1999. Nové metody hodnocení makrozoobentosu tekoucích vod. 1. vyd. Mgr. Josef Smrťák. Praha: Výzkumný ústav vodohospodářský T.G. Masaryka, 83 s. Výzkum pro praxi. ISBN 80-85900-29-7.

MAKOVINSKÁ J., VELICKÁ Z., HLÚBIKOVÁ D., BALÁŽI, P., TÓTHOVÁ L., HAVIAR M., LEŠŤÁKOVÁ M., BITUŠÍK P. 2006. Doplnkové sledovanie biologických prvkov kvality (makrozoobentos, makrofyty, fytobentos a fytoplanktón) pre stanovenie MEP a GEP vo vybraných vodných nádržiach, VÚVH, Bratislava, 25 s.

MARGALEF R. 1958. Information theory in ecology. General Systems 3, 36–71.

METCALFE-SMITH J. L. 1996. Biological waterquality assessment of rivers: use of macroinvertebrate communities. In: The Rivers Handbook. Hydrological and ecological principles. Volume 1.P. Calow & G. E. Petts (eds.): 144-170. Blackwell Science Ltd. Oxford.

MOOG O. (ED.) 1995. Fauna Aquatica Austriaca. Katalog zur autokölogischen Einstufung aquatischer Organismen Österreichs. Wien: 206 str.

NARIADENIE VLÁDY Č. 269/2010 Z. Z. vlády Slovenskej republiky, ktorým sa ustanovujú požiadavky na dosiahnutie dobrého stavu vôd

PANTLE E., BUCK H. 1955. Die Biologische Überwachung der Gewässer und die Darstellung der Ergebnisse, Gas und Wasserfach, 96 (18) 604.

ROSENBERG D.M., RESH V.H. (EDS.)1993. Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates. Chapman & Hall, London: 488 str.

SLÁDEČEK V., ROTHSCHEIN J., ZELINKA M. 1981. Biologický rozbor povrchovej vody. Komentár k ČSN 83 05 32 – části 6: Stanovení sapróbniho indexu. Praha, Vyd.Úřadu pro normalizaci a měření, s. 186

SMERNICA 2000/60/ES EURÓPSKEHO PARLAMENTU A RADY. Úradný vestník Európskych spoločenstiev, 23. októbra 2000, 99 pp.

Správy o stave životného prostredia Slovenskej republiky, SAZP Banská Bystrica

STN 83 0532-5A: 1979. Biologický rozbor povrchovej vody. Stanovenie nárastov.

STN EN 13946: 2002. Kvalita vody. Pokyny na rutinný odber a predprípravu vzoriek bentických rozsievok z tečúcich vôd.

STN EN 14184: 2004. Kvalita vody. Pokyny na skúmanie vodných makrofytov v tečúcich vodách

STN EN 25667-2: 1999. Kvalita vody. Odber vzoriek. Časť 2: Pokyny na techniky odberu vzoriek

STN EN ISO 5667-3: 2005. Kvalita vody. Odber vzoriek. Časť 3: Pokyny na konzerváciu vzoriek vody a manipuláciu s nimi.

STN ISO 5667-6: 1999. Kvalita vody. Odber vzoriek. Časť 6: Pokyny na odber vzoriek z riek a potokov.

SUKOP I. 2006. Ekologie vodního prostředí. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 199 s. ISBN 80-7157-923-8.

ŠPORKA F. (ED.) 2003. Slovak Aquatic Macroinvertebrates. Checklist and Catalogue of Autecological Notes. Slovenský hydrometeorologický ústav, Bratislava: 590 pp.

VYHLÁŠKA Č. 418/2010 Z. Z. Ministerstva pôdohospodárstva, životného prostredia a regionálneho rozvoja Slovenskej republiky o vykonaní niektorých ustanovení vodného zákona

WIEDERHOLM T. 1980. Chironomids as indicators of water quality in Swedish lakes. - Naturv. Limnol. Undersöhningar. Inf. , 10: 1-17.

ZÁKON Č. 364/2004 Z.Z. O VODÁCH a o zmene zákona Slovenskej národnej rady č. 372/1990 Zb. o priestupkoch v znení neskorších predpisov (vodný zákon)

ZELINKA M., MRÁZEK K., ŠKOLLOVÁ M., KUBÍČEK F., HELEŠIC J., SEDLÁK E., KNOZ J., HORÁK P., BERNARDOVÁ I., MARVAN P., 1995. Příručka saprobiologického monitoringu státní vodohospodářské bilance. VÚV TGM Brno.

ZELINKA M., SLÁDEČEK V. 1964. Hydrobiologie pro vodohospodáře, Praha : SVTL, 211 s.

ZELINKA M., MARVAN P. 1961. Zur Präzisierung der biologischen Klassification der Rheinheit fliessender Gewässer. Arch. Hydrobiol. 57, p. 389-407.

ZELINKA M., KUBÍČEK F. 1982. Základy hydrobiologie. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 140 s.

Portál:	E-learningový vzdelávací portál Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre
Kurz:	Kurz monitoringu zložiek životného prostredia
Kniha:	Biologická kvalita vody

Vytlačil(a):	Hosťovský používateľ
Dátum:	štvrtok, 21 novembra 2024, 23:10