Biologická kvalita vody

3. Hodnotenie kvality vody

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 ki je hodnota i-teho indikátorového druhu, ni 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 pi 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 ni je počet jednotlivcov i-tej rodiny, ti 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