YFO0010 Sissejuhatus okeanograafiasse ja limnoloogiasse

1. YFO0010 Sissejuhatus okeanograafiasse ja limnoloogiasse 3. Merekeskkonna ja suurjärvede seire

2. Vaatluste organiseerimise üldpõhimõtted • episoodilised vaatlused • avastuslikud, otsingulised • suunatud näiteks esmakordsele kaardistamisele, protsesside uurimisele • orienteeritud põhimõtteliselt uute teadmiste saamiseks • ajaliselt ja ruumiliselt kontsentreeritud protsessiuuringute nimetus: eksperiment • esmakordne “uute” parameetrite mõõdistus: pilootseire • kulude kokkuhoid pole primaarne • süstemaatilised vaatlused • rutiinsed ja korduvad, kindla programmi ja eeskirjade alusel • suunatud oleku fikseerimisele ja ajaliste muutuste määramisele • tuginevad olemasolevatele teadmistele • alates keskkonakaitse aktualiseerumisest on nimetus: • (keskkonna) monitooring = keskkonnaseire • kulud on optimeeritud

3. Veekogude seire üldine liigitus Milleks, mida, kus ja kui tihti seirata?

4. Milleks keskkonnaseire? • Inimmõjudest tekkivad keskkonnaprobleemid: • eutrofeerumine • ohtlike ainete akumuleerumine elustikus • võõrliikide invasioon • mis kajastuvad ökoloogilise tasakaalu häirimises ning bioloogilise mitmekesisuse degradeerumises • Kõik see toimub looduslike muutuste (kliima, veevahetus jne) foonil, mis võivad sõltuvalt faasist inimtekkelisi probleeme kas võimendada või leevendada

5. Euroopa Komisjoni eutrofeerumise definitsioon • (C.E.C., 1991): • ”veekogu rikastumine toitainetega, eriti lämmastiku- ja fosforiühenditega, mis kutsuvad esile vetikate ja kõrgemate veetaimede liikide kiirendatud kasvu, põhjustades organismide tasakaalu ja veekvaliteedi ebasoovitavat häirimist." • Eutrofeerumise faasid: • toitainete üleküllus; • suurenenud fütoplanktoni kasv, biomass ja primaarproduktsioon; • ebasoovitavad häiritused veekvaliteedile ja organismide tasakaalule • Eutrofeerumise nähud • vetikaliikide osatähtsuse ja arvukuse nihked; • kahjulike vetikavohamiste intensiivistumine (HAB); • vee läbipaistvuse vähenemine, mis eriti kahjustab merepõhja taimestikku; • orgaanilise aine settimise kasv, mis suurendab hapniku tarbimist põhjalähedastes kihtides ning võib viia hapnikudefitsiidile (vees võib esineda väävelvesinik); • planktoni, põhjaelustiku ja kalade hävingu intensiivistumine.

7. Mida seirata? ROSCOP vormid (IOC) metaandmete kogumiseks, info: kes on milliseid mõõtmisi kus ja millal teinud, ning kust on võimalik saada tulemusi

9. Läänemere seireprogrammi kujunemine 1900 - regulaarsed vaatlused kalanduse ja laevasõidu huvides ICES kureerimisel, katkestatud ainult maailmasõdade ajal 1966 - maailma merekalades leitakse esmakordselt PCB-d Läänemeres 1974 - Läänemere keskkonnakaitse konventsioon (Helsingi konventsioon), tööorgan HELCOM (Helsingi Komisjon) 1979 - käivitub HELCOM Läänemere seire programm 1998 - Cooperative Monitoring in the Baltic Marine Environment, COMBINE

11. Läänemere keskkonna seireprogrammi COMBINE eesmärgid: • identifitseerida ja kvantifitseerida inimtekkeliste ainete sissevoolu ja inmtegevuste mõjusid Läänemeres looduslike muutuste kontekstis, ja • identifitseerida ja kvantifitseerida keskkonnaseisundi muutusi reguleerivate meetmete tagajärjel. • COMBINE seab erinevate seireliikide jaoks täpsemateks eesmärkideks: • Ava- ja rannikumere seire: Hüdrograafilised muutused: pidevalt jälgida hüdrograafilist rezhiimi iseloomustavaid parameetreid, et anda taustatingimused inimmõjude tagajärjel ilmnevatele nähtustele. • Eutrofeerumise probleemid: • määrata inimtekkeliste toitainete sissevoolude mõjud mereelustikule: a) toitainete kontsentratsioonid, b) elustiku reaktsioon, c) tulemuste “integratsioon” ja hindamine

12. Ohtlikud ained: • võrrelda ohtlike ainete sisaldust erinevates elustiku liikides Läänemere erinevates osades, tegemaks kindlaks reostuse levikut, sh erilise tähelepanu piirkonnad (´hot spots´), • mõõta ohtlike ainete sisaldust erinevates elustiku liikides üle pikema aja tegemaks kindlaks muutuste seost ohtlike ainete sissevooluga, • mõõta ohtlike ainete sisaldust erinevates elustiku liikides hindamaks, kas need tasemed on nendele ja toiteahele kõrgematele liikidele (imetajad, merelinnud) reaalselt ohtlikud. • Ohtlike ainete mõjud: • teostada bioloogiliste mõjude mõõtmisi Läänemere valitud kohtades, sh erilise tähelepanu piirkondades, hindamaks kas merevees ja settes olevad ohtlike ainete kontsentratsioonid võivad põhjustada elustiku ja koosluste degradeerumist (kontsentratsioonid on merevees nii väikesed, et nende määramine on jõukohane vaid üksikutele laboritele)

13. Mereseire eesmärkide saavutamine nõuab erinevaid uuringuid • Eutrofeerumine ja tema mõjud: • pikaajalised trendid, • peamiste toitainete bilansid, • toitainete mõjud elustikule, • operatiivne info episoodiliste “sündmuste” kohta, • eriotstarbelised uuringud. • Ohtlikud ained ja nende mõjud: • pikaajalised trendid, • ohtlike ainete ruumilised jaotused ja levikuteekonnad, • episoodiliste “sündmuste” uuringud, • mõjud elustikule, riskide hinnangud ohustatud liikidele, • ohtlike ainete “saatus” keskkonnas

14. T/S ja toitainete sagedased ning sesoonsed seirejaamad Eelkõige talviste toitainete hulkade määramiseks, selle arvelt toimub suvine vegetatsioon

15. Fütoplanktoni sagedased ning sesoonsed seirejaamad

16. Zooplanktoni sagedased ning sesoonsed seirejaamad

17. Zoobentose sagedased ning sesoonsed seirejaamad

18. HELCOM mereseire tulemused: hinnangud ja indikaatorite aruanded www.helcom.fi

20. Eesti keskkonnaseire programm 4. Siseveekogude seire Allprogrammid 4.1. Peipsi järve hüdrokeemiline seire 4.2. Peipsi järve elustiku seire 4.3. Võrtsjärve hüdrokeemiline seire 4.3. Võrtsjärve elustiku seire 4.4. Väikejärvede seire 4.5. Jõgede hüdrokeemiline seire 4.6. Jõgede hüdrobioloogiline seire 4.7. Narva veehoidla hüdrokeemiline seire 4.8. Narva veehoidla elustiku seire 4.9. Ohtlike ainete seire veekogudes 4.10. Peipsi ja Võrtsjärve rannavallid

21. Eesti keskkonnaseire programm 5. Rannikumere seire Allprogrammid 5.1. Merevee eutrofeerumine 5.2. Põhjataimestiku seire rannikumeres 5.3. Ohtlike ainete seire rannikumeres 5.4. Mererannikute seire 5.5.1 Läänemere rahvusvaheliselt reguleeritavate kalaliikide uuringud 5.5.2 Peipsi-Pihkva-Lämmijärve kalastiku uuringud 5.5.3 Siirde- ja rannikukalaliikide uuringud 5.5.4 NAFO, NEAFC jt rahvusvaheliste kokkulepete raames tehtavad kalandusuuringud 5.5.5 Kalavarude kasutamise ja kaitse sotsiaalmajanduslike aspektide analüüs Fucus

22. Eesti rannikumere seire programm Mereseire üldeesmärgiks on inimtegevuse poolt Läänemere keskkonnale ja elustikule avaldatava mõju kindlakstegemine ja selle ulatuse määramine looduslike muutuste kontekstis, muuhulgas ka kasutusele võetud abinõude tulemuslikkusele kvalitatiivse ja kvantitatiivse hinnangu saamine. Rannikumere seire tagab järgmised väljundid. Eutrofeerumise hindamisel: Määratakse talvised maksimaalsed biogeenide koguhulgad basseinides; koostatakse basseinide ainebilansid. Jälgitakse pika-ajalisi muutusi zoobentose ruumilises jaotuses ja põhjalähedase kihi hapnikurežiimis. Jälgitakse füto- ja zooplanktoni koosluste sesoonset tsüklit ning fikseeritakse erakordsed nähtused. Kogutud andmete põhjal antakse hinnanguid merekeskkonna seisundi, selle muutuste ja nende põhjuste kohta. Ohtlike ainete poolt põhjustatud probleemide uuringutes: Jälgitakse ohtlike ainete sisalduse pika-ajalisi muutusi ning hinnatakse saasteseisundit. Lokaliseeritakse probleemsed piirkonnad Eesti rannikumeres Mereelustiku uuringutes: Jälgitakse pika- ja lühiajalisi muutusi rannikumere põhjakoosluste liigilises koosseisus ja struktuuris. Seostatakse leitud muutused muude keskkonnaparameetrite loodusliku või inimtegevusest tingitud dünaamikaga. Mererannikute seires: Jälgitakse mererannikute muutusi piirkondades, kus mere geoloogiline tegevus võib põhjustada märkimisväärset kahju (ehitiste, puhkepaikade hävimine jne.). Tugevate tormikahjustuste korral hinnatakse purustuste ulatust.

23. Eesti riikliku mereseire programmi jaamad

24. Näide 2003.a. tehtud eutrofeerumise seirest

25. Näide põhjataimestiku seirel tehtavatest töödest

26. Siseveekogude seire programm • Siseveekogude seire tagab järgmised väljundid: • Pinnavee kvaliteedi vastavuse jälgimine rahvusvahelistele ning Eesti seadlusandluse poolt kehtestatud nõuetele (Direktiiv Veekeskkonna kaitsmine ohtlike ainetega reostamise eest 76/464/EEC, Heitvee puhastamise nõuete direktiiv 91/271/EEC, Helcomi nõuded, kemikaaliseadus, jäätmeseadus, veeseadus). • Pidev operatiivne ülevaade peamiste ja/või riikliku seireprogrammi raames jälgitavate siseveekogude hüdroloogilisest seisundist ja veetemperatuuridest. • Iga-aastane operatiivne ülevaade jõgede hüdroloogilisest, hüdrokeemilisest ja hüdrobioloogilisest seisundist (jõgedel valgalade kaupa, kusjuures hüdrobioloogilisi uuringuid teostatakse eri valgaladel pikema ajaperioodi järel). • Iga-aastane operatiivne kompleksne ülevaade Peipsi järve ja Võrtsjärve hüdroloogilisest, hüdrokeemilisest ja hüdrobioloogilisest seisundist. • Iga-aastane operatiivne kompleksne ülevaade väikejärvede hüdrokeemilisest ja hüdrobioloogilisest seisundist seireks valitud järvede baasil. • Perioodiline ülevaade suurjärvede olulistest rannikukahjustustest.

27. Peipsi riikliku seireprogrammi jaamad ühisprogramm Venemaaga

28. HCO3 – aluseslisus, mmol l-1 SO4 – sulfaatioon,mg l-1 Cl – kloriidioon,mg l-1 Ca – kaltsiumioon,mmol l-1 Mg – magneesiumioon,mmol l-1 Ptot – üldfosfor, mg P l-1 PO4P – fosfaatioonid, mg P l-1 Ntot – üldlämmastik, mg N l-1 NO3N – nitraatioon, mg N l-1 NO2N – nitritioon, mg N l-1 NH4N – ammooniumioon, mg N l-1 Si – lahustuv räni, mg l-1 Fe – üldraud, mg l-1 CODCR – dikromaatne oksüdeeritavus,mg O l-1 O2 - lahustuv hapnik,mg O l-1 O2pr – küllastuvus hapnikust, % PH – vee pH Peipsi hüdrokeemiline seire Analüüsitavad komponendid Iga seirereis: Proovivõtul: temperatuur, O2, pH; Laboris: läbipaistvus, värvus, BHT7, elektrijuhtivus, pH, aluselisus, happesus, KHTCr, NH4+, NO-2, NO-3, ÜldN, PO43-, ÜldP, Cl-, SO42-, üldkaredus, Ca2+, Mg2+, ÜldFe, K+, Na+, Si, hõljuvaine. Kord aastas: Hg, Cu, Pb, Cd, Mn, Zn ja naftaproduktid pinnakihi proovidest. Põhjasetetest määratavad komponendid: Üld-N, Üld-P, Üld-S, mineraalne- ja orgaaniline aine.

29. Peipsi hüdrokeemilisel seirel kasutatav aparatuur (OÜ Tartu Keskkonnauuringud) Seirevarustus, kasutatav aparatuur Välitöödel: pH-meeter, WTW/Saksamaa, 1998 hapnikuanalüsaator, ELKE MS/Eesti, 1998 Laborivarustus Elektrijuhtivuse mõõtja, Hüdromat/Saksamaa, 1989 pH-meeter, Jenway/UK, 1997 (kasut. pH ja aluselisuse määramisel) Hapnikuanalüsaator, ELKE MS/Eesti, 1998 (kasut. BHT7 määramisel) Autoanalüsaator, Skalar/Holland, 1998, (kasut. NH4+ määramisel Autoanalüsaator, Bran+Luebbe/Rootsi, 1997 (kasut. NO-2 ja ÜldN määramisel) Ioonkromatograaf, Alltech/USA, 1998 (kasut. NO-3, Cl-, SO42- määramisel) Spektrofotomeeter, C.Zeiss/Saksamaa, 1987 (kasut. PO43- ja ÜldP määramisel) Automaat-titraator, Metrohm, 1998 (kasut. üldkareduse, Ca2+ , Mg2+ määramisel) Kolorimeeter, SRÜ/1990 (kasut ÜldFe määramisel) Leekfotomeeter, C.Zeiss/Saksamaa, 1989 (kasut. K+, Na+ määramisel) Gaaskromatograaf, Chrompack/Holland, 1998 (kasut. naftaproduktide määramisel) Aatomabsorptsioonspektromeeter, Varian/USA, 1994 (kasut. Zn, Mn, Pb, Cd, Cu, Hg määramisel)

30. Metazooplankton ZA - metazooplanktoni arvukus, tuh. isendit m-3 ZB - metazooplanktoni biomass, g m-3 ZADOM - arvukuselt domineerivad liigid ZBDOM - biomassilt domineerivad liigid COP - kopepoodide % üldarvukuses ROT - rotatooride % üldarvukuses CLAD - kladotseeride % üldarvukuses BCOP - kopepoodide % üldbiomassist BROT - rotatooride % üldbiomassist BCLAD - kladotseeride % üldbiomassist Protozooplankton TA - tsiliaatide arvukus, isendit l-1 TB - tsiliaatide biomass, µg l-1 Bakterplankton BÜA - bakterite üldarv, miljonit rakku ml-1 SAPRO - saproobbakterite arvukus, rakku ml-1 Peipsi elustiku seire Temp - vee temperatuur, oC Secchi - vee läbipaistvus Secchi ketta järgi, m Fütoplankton ja vetikapigmendid FBM - biomass, g m-3 FLA - liikide arv loendusproovis FDOM - domineerivad liigid CY - sinivetikate biomass, g m-3 BAC - ränivetikate biomass, g m-3 CHL - rohevetikate biomass, g m-3 CHR - koldvetikate biomass, g m-3 CRYP - krüptomonaadide biomass, g m-3 DINO - dinofüütide ehk vaguviburvetikate biomass, g m-3 ChlaJH- klorofüll a kontsentratsioon (arvutatud Jeffrey-Humphrey võrrandi järgi), mg m-3 Chl a L - klorofüll a kontsentratsioon (arvutatud Lorenzeni võrrandi järgi), mg m-3 Feop - feopigmentide kontsentratsioon, mg m-3 Car - karotinoidide kontsentratsioon, mg m-3 Makrozoobentos BA - arvukus, is. m-2 BB - biomass, g m-2 ChA - hironomiidivastsete arvukus, is. m-2 OlA - väheharjasusside arvukus, is. m-2 MoA - väikeste limuste arvukus, is. m-2 VaA - muude väikeste põhjaloomade arvukus, is. m-2 SLA - suurte limuste arvukus, is. m-2 ChB - hironomiidivastsete biomass, g m-2 OlB - väheharjasusside biomass, g m-2 MoB - väikeste limuste biomass, g m-2 VaB - muude väikeste põhjaloomade biomass, g m-2 SLB - suurte limuste biomass, g m-2 BADOM - arvukuselt domineerivad liigid BBDOM - biomassilt domineerivad liigid

31. Eesti seireprogrammi tulemused: hinnangud ja seirearuanded www.keskkonnainfo.ee www.seiremonitor.ee

32. Merekeskkonna ja suurjärvede seire probleemid ja arengud • Tohutu hulk andmeid (näiteks planktone liike eristatakse sadades), kus juhuslik varieeruvus on suur, mistõttu on keeruline eristada olulisi trende, ruumijaotusi ning mõju-effekt seoseid • Milline on veekogu normaalne seisund, mille poole püüelda? • EL Veepoliitika Raamdirektiiv seab eesmärgiks määratleda iga rannikuvee ja järvede piirkonna/tüübi jaoks • väga hea, hea ja keskmine ökoloogiline seisund, • tuginedes seireandmete põhjal kindlaks tehtavatele üldistatud näitajatele • Avamere jaoks on veekvaliteedi eesmärkide määramine keerulisem. Veepoliitika Raamdirektiiv käsitleb ainult rannikuvett. Koostamisel on EL Merestrateegia

33. Väljavõte EL Veepoliitika Raamdirektiivist

34. OSPAR merekeskkonna kaitse piirkonnad

35. Näide eriotstarbelisest kohalikust mereseirest Inglismaal