UNIVERZA V NOVI GORICI FAKULTETA ZA ZNANOSTI O OKOLJU OCENA VPLIVA VNOSA REČNIH IN KOMUNALNIH VOD V TRŽAŠKI ZALIV DIPLOMSKO DELO Tjaša Leban Mentorica: doc. dr. Valentina Turk Nova Gorica, 2008
ZAHVALA Zahvalila bi se Silvi Maslo in Miri Avčin za posredovanje podatkov kemijskih analiz, Almi Hvala in Francu Kravosu za pomoč pri terenskemu delu, Miljanu Šišku za nasvete pri obdelavi podatkov, Tihomirju Makovcu za pomoč pri grafičnem urejanju, knjižničarju Vladu Bernetiču in vsem zaposlenim na MBP Piran, ki so mi omogočili raziskovanje na Morski biološki postaji Piran. Zahvale gredo tudi domačim, ki so mi stali ob strani. Še posebej bi se pa zahvalila mentorici dr. Valentini Turk za pomoč pri delu, pri zbiranju in posredovanju podatkov, dajanju napotkov in nasvetov, ter za hitre odgovore in redna srečanja, ko sem jih potrebovala. II
III
POVZETEK Diplomsko delo obravnava okoljsko problematiko z odpadnimi vodami in rečnimi vnosi v slovenski del Tržaškega zaliva, ki zaradi majhne količine vode, velja za ekološko izredno občutljivo območje. Naše raziskovanje temelji predvsem na mikrobiološki analizi indikatorskih mikroorganizmov v morski in rečni vodi, na dveh transektih. Prvi transekt je potekal od spodnjega toka reke Dragonje, sredi Piranskega zaliva do referenčne postaje 3 milje stran od obale. Drugi transekt smo izvedli na merilnih mestih od ustja reke Rižane do notranjosti Koprskega zaliva. Vzorčenje smo izvedli v zimskem, spomladanskem, poletnem in jesenskem času. V mesecu februarju, avgustu in septembru smo beležili visoke vrednosti fekalnih koliformnih bakterij v notranjosti Koprskega zaliva. Menimo, da se vnosi odpadnih voda širijo tudi 200 m stran od vira onesnaženja. V mesecu maju fekalnih koliformov v jugovzhodnem delu Tržaškega zaliva nismo zasledili. Reki Dragonja in Badaševica sta v poletnem času pokazali najvišje do sedaj zabeležene koncentracije fekalnih koliformnih bakterij v zadnjih devetnajstih letih. Poleg mikrobiološke analize smo zbrali in predstavili dolgoletno serijo podatkov. Zbrane podatke iz podatkovne baze MBP/NIB za obdobje 1988-2006 smo obdelali. Ocenili smo letni vnos z rekami in vnos s komunalnimi odpadnimi vodami čistilnih naprav Kopra in Pirana, ter ju primerjali s predhodnimi analizami. Slovensko obalno morje je obremenjeno s prekomernimi vnosi nutrientov. Ocena letnega vnosa v slovenskem delu Tržaškega zaliva za lebdeče delce je 2340 ton, 935 ton za dušik in 45 ton za fosfor, ter za detergente 33 ton. Ugotovitve našega dela so pokazale, da dolgoročna izlivanja delno prečiščenih odpadnih voda prispevajo k onesnaženosti obalnega morja. Ključne besede: Odpadne vode, indikatorski mikroorganizmi, fekalne koliformne bakterije, polutanti, onesnaženost obalnega morja ABSTRACT This diploma thesis treats problems of effluents and river fluxes into the Slovenian part of the Gulf of Trieste, which is considered as an ecologically sensitive area. Our research are based on microbiological analysis of microbiological indicators in sea and river water, at two transects. The first transect was performed from mouth of a river Dragonja in the centre of the Bay of Piran towards reference station 3 miles away from the coast. The other transect was performed from mouth of a river Rižana to the inner part of Bay of Koper. These water was sampled seasonaly in winter, spring, summer and autumn. In February, August and September there high values of fecal coliform bacteria were recorded in the inner part of the Bay of Koper. We think that fluxes of sewages spread as far as 200 m away from the pollution source. In May there were no records of fecal coliforms in southeastern part of Gulf of Trieste. The waters of the rivers Dragonja and Badaševica indicated highest concentration of fecal coliform bacteria recorder in the last nineteen years. Besides microbiological analysis, we combine and present along data gathered from database MBP/NIB for period 1988-2006. We assessed annual gross fluxes of some pollutants in Slovenian coastal sea, estimated on the riverine inflows and domestic wastes of Koper and Piran. We compared them with preliminary analysis. The Slovenian coast is loaded with immoderate flux of pollutants. Annual fluxes in Slovenian part of Gulf of Trieste is estimated to 2340 tons for suspended solids, 935 tons for nitrogen, 45 tons for phosphorous and 33 tons for detergents. Our assessments showed that long-term effusings of partly refined effluents contribute to pollution of the near-coast sea. Key words: effluents, microbiological indicators, fecal coliform bacteria, pollutants, pollution of the coastal sea IV
V
SEZNAM OKRAJŠAV MBP/NIB ČN KP FK BPK 5 KPK TotP TotN TSS DET n/100ml Morska biološka postaja Piran/Nacionalni inštitut za biologijo Čistilna naprava Koda postaje Fekalne koliformne bakterije Biokemijska potreba po kisiku Kemijska potreba po kisiku Celokupni fosfor Celokupni dušik Celokupna suspendirana snov Detergenti Število FK na 100ml VI
VII
KAZALO VSEBINE 1 UVOD 1 1.1 Izhodišče dela 1 1.2 Namen dela 2 2 TEORETIČNE OSNOVE 3 2.1 Indikatorski mikroorganizmi 3 2.2 Viri onesnaženja 6 2.2.1 Reke 7 2.2.2 Čistilne naprave 9 2.2.3 Pravni vidiki izvajanja monitoringa 11 3 EKSPERIMENTALNI DEL 14 3.1 Opis raziskovalnega območja 14 3.2 Materiali in metode 14 3.2.1 Vzorčevanje rek in vzorčevanje morske vode 14 3.2.2 Analiza fekalnih koliformnih bakterij (FK) 18 3.2.3 Obdelava podatkov MBP 21 4 REZULTATI IN RAZPRAVA 23 4.1 Rezultati mikrobiološkega onesnaževanja obalnega morja 23 4.2 Rezultati obdelave podatkov MBP 28 4.2.1 Reke 28 4.2.1.1 Sezonska dinamika 29 4.2.1.2 Letna dinamika 32 4.2.1.3 Ocena rečnih vnosov v obalno morje za obdobje 1988-2006 36 4.2.1.4 Ocena rečnih vnosov v obalno morje za obdobje 2001-2006 in primerjava z obdobjem 1983-1988 37 4.2.2 Čistilne naprave 37 5 ZAKLJUČKI 40 6 VIRI 42 PRILOGE 49 VIII
IX
1 UVOD Oceani in morja pokrivajo dve tretjini površine planeta, kar predstavlja prostorsko najobsežnejši del zemljine ekosfere in največji življenjski prostor za različne vrste živih bitij. Morje nam služi v številne namene, med drugim tudi za rekreacijo, nudi nam vrsto naravnih dobrin (energetski viri, hrana, zdravilne snovi, ). Vsak posameznik se vedno bolj zaveda pomena oceanov in jih zato poskuša ohraniti v dobrem ekološkem in sanitarnem stanju. Seznam perečih problemov v obalnih morjih med drugim vključuje onesnaževanje, izgubo habitatov in obrežij, izgubo biotske raznovrstnosti, dvigovanje morske gladine, zviševanje temperature, pogosta neurja, topljenje ledenikov in vedno bolj pogoste pojave evtrofikacij. Spremembe zviševanja temperature in gibanje vodnih mas lahko zaznamo tudi v zaprtem in plitvem področju Tržaškega zaliva (Malačič in sod., 1994). Pogosti so tudi pojavi prekomernega cvetenja fitoplanktona, želatinoznega planktona, pojavljanja anoksij (Faganeli in sod., 1985), zastrupitve morskih organizmov zaradi toksičnih vrst fitoplanktona (Francé in Mozetič, 2006) ali prekomernega vnosa polutantov (Horvat in sod., 1999, Faganeli in sod., 2003). Človek tako s svojim delovanjem vpliva na oceane in morja, obratno pa številne naravne nesreče (posledice neurij, poplave, onesnaženja) dokazujejo, da oceani vplivajo na zdravje ljudi (okužbe, zastrupitve, ) (Fleming in Laws, 2006). Stalno spremljanje kakovosti morja (monitoring) je pomembno za preučevanje vplivov človekove dejavnosti na ekološke razmere. Zbiranja vsestranskih informacij je potrebno za pravilno prostorsko načrtovanje, načrtovanje gospodarstva, turizma in osveščanje javnosti. Natančno poznavanje vseh dejavnikov obremenitve in stanja, vpliva na nadaljnje odločitve in ukrepanja na politični ravni. Tudi redno spremljanje onesnaževal s kopenskih točkovnih virov onesnaženja je pomembno za določitev ocene vnosa hranil v obalna morja. Pri tem so pomembne tako kemijske analize, kot tudi biološke in sanitarne analize morske vode. 1.1 Izhodišče dela Tudi obala R Slovenije je gosto poseljena in obalno morje je zaradi številnih konfliktnih dejavnosti (turizem, transport, industrija, kmetijstvo) ekološko obremenjeno področje. Zaradi zaprtosti in številnih rečnih in komunalnih pritokov je slovensko morje tudi fekalno onesnaženo. Fekalne odplake prinašajo v okolje številne saprofitno - simbiontske črevesne mikroorganizme, patogene bakterije, viruse, glive, parazite, njihove spore in ciste (U.S. EPA, 2004). Onesnaževanje z mikrobi oz. fekalno onesnažena voda ima posledice na zmanjšanje rekreativno - turistične vrednosti obalnega morja in možnosti razvoja epidemij. Poleg tega lahko vpliva na kakovost morskih organizmov in na večjo verjetnost obolenja ljudi s fekalnimi ali patogenimi mikroorganizmi. Zato je potrebno redno spremljanje mikrobiološke kakovosti morske vode in hrane. Namen našega raziskovanja je ugotoviti stanje komunalne odpadne vode s pomočjo indikatorskih mikroorganizmov fekalnega onesnaženja v Koprskem in Piranskem zalivu v različnih sezonah. Poleg fekalnega onesnaženja predstavlja veliko nevarnost za ekološko stanje obalnega morja tudi vnos odpadnih vod iz industrijske in kmetijske dejavnosti. Glavni del onesnaženja v Tržaški zaliv prispevajo onesnažene reke vzdolž slovenske in italijanske obale. Problemi onesnaženja v JV delu Tržaškega zaliva so opisani v številnih študijah (Olivotti, 1986a, 1986b; Štirn, 1993; Turk in Potočnik, 2001) in tudi ocenjeni vnosi nutrientov s kopnega v obalne vode Koprskega in Piranskega zaliva (Tušnik in sod., 1989; Turk in sod., letna poročila). Program stalnega spremljanja kakovosti obalnega morja je sestavni del Nacionalnega monitoringa morja, ki poteka v okviru Ministrstva za okolje in prostor, oz. pod neposredno koordinacijo Agencije RS za okolje (ARSO). Program monitoringa obalnega morja poteka neprekinjeno od leta 1989 dalje. Na osnovi niza 1
podatkov za obdobje po letu 1988 smo poskušali pregledati vplive točkovnih virov onesnaženja na ekološka dogajanja v morskem okolju. 1.2 Namen dela Onesnaženost morja z odpadnimi vodami smo spremljali sezonsko na osnovi t.i. koliformnih bakterij, indikatorskih mikroorganizmov fekalnega izvora. Vzorčevanje morske vode in rek smo opravili po standardnih postopkih, zahtevah in s pomočjo ustreznih vzorčevalnikov za morsko vodo. Vzorce za določevanje sanitarne kakovosti smo pripravili po kriterijih in zahtevah sanitarne mikrobiologije. Pri tem smo uporabljali postopke sterilne priprave gojišča, nacepljanja vzorca in gojenja mikroorganizmov. Fekalne koliformne bakterije smo določili po metodi membranske filtracije in po navodilih UNEP (UNEP/WHO, 1995a). Predstavili smo trenutno stanje fekalnega onesnaženja obalnega morja. Zbrane podatke fizikalno - kemijskih in mikrobioloških analiz v spodnjem toku rek Rižane, Badaševice, Dragonje in Drnice smo za obdobje 1988-2006 ovrednotili. Določili smo sezonsko dinamiko koncentracij v posamezni reki in spremembe letnih maksimalnih vrednosti celokupnega dušika in celokupnega fosforja. Ocenili smo stopnjo vnosa nekaterih polutantov (celokupnega fosforja, celokupnega dušika, celokupne suspendirane snovi in detergentov) s pomočjo povprečnih letnih koncentracij in rečnih pretokov, ki se izlivajo v obalno morje jugovzhodnega dela Tržaškega zaliva. V naše rezultate smo vključili tudi obdelavo podatkov pridobljenih z analizami vzorcev na iztoku čistilnih naprav Kopra in Pirana. Rezultate smo primerjali z rezultati že znanih literaturnih podatkov. 2
2 TEORETIČNE OSNOVE 2.1 Indikatorski mikroorganizmi Za poznavanje sanitarne kakovosti kopališč in morja uporabljamo t.i. indikatorske mikroorganizme, fekalne koliformne bakterije. Fekalne koliformne bakterije so po definiciji (UNEP/WHO, 1995a) aerobni in fakultativno anaerobni, Gram - negativni, nesporogeni, paličasti mikroorganizmi, ki fermentirajo laktozo v kislino in plin pri temperaturi 36 C in 44,5 C. Zanesljiv pokazatelj fekalnega onesnaženja je bakterija Escherichia coli, ki je značilen mikroorganizem intestinalnega trakta človeka in toplokrvnih živali. Ti mikroorganizmi sicer niso patogeni, vendar imajo večinoma enak izvor kot patogeni. Metode določanja patogenih mikroorganizmov so drage in dolgotrajne za razliko od hitrega, cenejšega in dovolj zanesljivega določanja fekalnih koliformnih bakterij. Njihova prisotnost v velikem številu nakazuje v veliki meri tudi prisotnost patogenih mikroorganizmov, virusov in protozojev. Najbolj pogosti patogeni organizmi prisotni v morju so Salmonella, Shigella, Vibrio, Staphylococcus, Pseudomonas, spore Clostridium, Campylobacter, Yersinia, Aeromonas, patogena enterobakterija Escherichia coli in ostali streptokoki (Streptococcus faecalis, S. faecium, S. bovis in S. equinum) (U. S EPA, 2004). Čeprav se v vodi fekalni mikroorganizmi ne razmnožujejo, vode nanje ne delujejo škodljivo, predstavljajo pa idealni vektor za njihov prenos (Bonde, 1977). Bolezni, ki jih lahko dobimo ob stiku z vodo, ki je onesnažena s patogenimi mikroorganizmi, so predvsem: trebušni tifus, hepatitis, gastroenteritis (želodčne bolezni), griža in podobno. V Tabeli 1 so našteti najbolj pogosto prisotni patogeni, njihove koncentracije v odpadnih vodah in bolezenski znaki. Tabela 1: Patogeni mikroorganizmi v odpadnih vodah ORGANIZEM KONCENTRACIJA V ODPADNI VODI (n/100ml) BOLEZEN Campylobacter 3.700 100.000 Gastroenteritis Pathogenic E. coli 30.000 10.000.000 Gastroenteritis Salmonella 0,2 11.000 Salmonelioza S. typhi Tifus Shigella 0,1 1.000 Šigeloza Vibrio cholera Kolera Vibrio spp. exc. V. cholera 10 10.000 Gastroenteritis Vir: U.S. EPA, 2004 Yersinia Jersiniske bolezni Kot smo že povedali je ugotavljanje patogenih mikroorganizmov v onesnaženem morskem okolju drag in dolgotrajen postopek in mnogokrat tudi neuspešen, predvsem zaradi razredčenosti odplak. Zato uporabljamo kot pokazatelje oz. indikatorje mikrobne fekalne onesnaženosti tiste mikroorganizme, ki so prisotni v relativno velikem številu v črevesju in izločkih ljudi ter toplokrvnih živali. Mikroorganizmi niso direktni povzročitelji nevarnih okužb, so pa merilo koncentracije fekalnih odpadnih voda v morju (Dufour and Wymer, 2006). Kot navaja Fuks (1974), človek izloči dnevno povprečno 130 g fecesa in 1 l urina, na g fecesa je lahko do 10 9 mikroorganizmov, tako da človek na dan izloči v kanalizacijo 1,3 * 10 11 3
mikroorganizmov. Zato se je analiza fekalnih koliformov, zaradi stalne prisotnosti v velikem številu v odplakah in zaradi enostavne metode določanja, izkazala kot ustrezna in učinkovita. Skupine indikatorskih mikroorganizmov so predvsem fekalni koliformi, fekalni streptokoki in celokupni fekalni koliformi. Bonde (1977) je koliformno skupino definiral kot bakterije, ki imajo biokemične in morfološke značilnosti vrst iz naslednjih rodov: Escherichia, Citobacter in Enterobacter. Fekalne koliformne bakterije so skupina bakterij, ki jih najdemo v črevesju in izločkih ljudi ter toplokrvnih živalih. Celokupne koliformne bakterije so splošno prisotne v okolju v naravi, fekalni streptokoki pa so posebej prisotni v precej onesnaženi vodi. Mikrobna flora fekalnih odplak, ki se izlivajo v morje, vključuje različne saprofitno - simbiotske, kakor tudi patogene mikroorganizme. Zaradi kontaminirane morske vode lahko pride do trebušnih obolenj, vnetja dihalnih poti, očesnih sluznic in ušes. Epidemiološke študije, ki so proučevale možne okužbe plavalcev v obalnih vodah južne Kalifornije (Cabelli, 1983; Haile in sod., 1999) so pokazale, da prihaja do okužb že pri relativno nizkih koncentracijah koliformnih bakterij (< 35/100ml). Ekonomski učinek zdravljenj povezan z okužbami kopanja v fekalno onesnaženi vodi je ocenil Dwight in sod. (2005). Izračunali so, da za zdravljenje vsako leto porabijo 3,4 milijonov dolarjev (Dufour and Wymer, 2006). Zato menimo, da je potrebno preventivno ukrepati in preprečiti, da do okužb ne bi prišlo in s tem vlagati denar za namene rednega spremljanja stanja morja in izpustov odpadnih voda, da zagotovimo sanitarno kakovost obalnega morja. Kurativa naj bo zadnja stopnja reševanja problemov. Poleg prednosti hitrega določanja fekalnih koliformnih bakterij so slabosti analitske metode v tem, da dobimo rezultat analize šele 24 ur po začetku inkubacije. Študije v Kalifroniji so pokazale, da ukrepanja dan po vzorčenju, ne ustrezajo dejanskemu stanju kakovosti kopališč v 70% primerov (Leecaster in Weisberg, 2001). Stroški zdravljenja v primeru okužb so visoki (Dwight in sod., 2005), zato je smiselno izboljšati ukrepe za preprečevanje onesnaženja in hitrega, dnevnega zagotavljanja podatkov. Razvoj novih molekularnih metod, kot je hitra kvantitativna polimerazna verižna reakcija (QPCR), lahko zagotovi zanesljiv rezultat indikatorskih bakterij v dveh urah (Haugland in sod., 2005). Kopanje v kopališčih v bližini izpustov odpadnih vod in po nevihtah je neprimerno, saj prihaja takrat do večjega izliva onesnaženih vod, ki se širijo lahko do kopališč (Dufour and Wymer, 2006). Na slovenski obali je veliko število kopališč. Večina kopališč, ponavadi hotelskih in mestnih kopališč, je urejenih s tuši, sanitarijami, čiščenjem obale, kar nekaj pa je neurejenih oz. divjih. Zavod za zdravstveno varstvo Koper je začel s spremljanjem higienske kakovosti kopalne vode že leta 1974, tako na urejenih kot na neurejenih kopališčih. Kakovost kopalne vode je v 28 letih spremljanja precej nihala. Običajno se z vzorčenjem prične v maju in konča v prvi polovici septembra, vzorči pa se tedensko. Skupno se na leto v vsakem kopališču odvzame 19 ali 20 vzorcev. Vzorce se jemlje s čolna med 10 in 30 m od obale pod morsko gladino (Morska obala, 2007). Tako kot je za vsa obalna področja, je tudi za slovenski obalni pas značilna gosta poselitev, intenziven turizem, pomorski promet, ribištvo in marikultura. Različne industrijske veje (prehrambena, kemijska, papirna, strojna), odpadne vode čistilnih naprav ter vnosi rek prispevajo k onesnaženosti Tržaškega zaliva, kar povzroča degradacijo že tako občutljivega, obalnega ekosistema. Poleg rečnega vnosa se v obalno morje R Slovenije dnevno izliva 1680 m 3 odplak. V poletnih mesecih se zaradi migracije turistov količina odpadnih vod še poveča. V občinah na slovenski obali je takrat 50 % več ljudi, kot jih tam stalno prebiva (78.846) (SURS..., 2007), kar še dodatno povečuje količino vnosa odpadnih voda in dodatno prispeva k nezaželjenim vplivom na okolje. Slovensko obalno morje predstavlja južni del Tržaškega zaliva, ki ima površino približno 551 km 2 (od tega 180 km 2 slovenskega dela), njegov volumen znaša le okoli 9,5 km 3, njegova povprečna globina pa znaša 16 m (Tržaški, 2006). Zaradi oceonografskih 4
karakteristik (plitvost - manj kot 25 m) in vpliva gospodarskih dejavnosti po oceni Mediteranskega akcijskega načrta (UNEP - MAP) spada med najbolj občutljive in ogrožene dele Sredozemlja. Splošne razmere morja v Tržaškem zalivu opredeljuje njegova submediteranska lega, precejšnji sladkovodni dotoki in odprtost proti ostalemu severnemu Jadranu. Severni Jadran je pod največjim antropogenim vplivom, v primerjavi s srednjim in južnim Jadranom. Hidrografske lastnosti vodnih mas Tržaškega zaliva so v veliki meri povezane s pretoki večjih in manjših rek. Večji del jadranskega povodja pripada povodju Soče, ki predstavlja približno 19 % celotnega ozemlja Slovenije in prispeva kar 29% odtoka vod iz Slovenije. Povprečni pretok vseh rek, ki se izlivajo v Tržaški zaliv, je okoli 7300 * 10 6 m 3 letno. Zaradi submediteranske in hudourniške narave teh rek je njihov pretok izjemno odvisen od padavin, saj se ob nevihtnih dneh poveča za več kot deset - krat (Orožen Adamič, 1980). Pritoki rek s slovenske obale pa znašajo okoli 220 * 10 6 m 3 letno (Lipej in sod., 1994). Porazdelitev slanosti in vseh hranilnih soli v Tržaškem zalivu je izjemno odvisna prav od teh pretokov, ki se vanj izlivajo (Malačič in sod., 1994). Zato so za Tržaški zaliv značilna velika slanostna nihanja. Višje slanosti nastopijo v zimskih mesecih (januar, februar) po celem vodnem stolpcu, najnižja pa so v obdobju maj - julij ter september - oktober v površinskem sloju. Najbolj je obremenjeno območje notranjega dela Koprskega zaliva, kamor se izlivajo komunalne in tehnološke odpadne vode koprske čistilne naprave. Najbolj obremenjeni reki, ki se v ta zaliv izlivata sta Rižana in Badaševica. Najvišje koncentracije indikatorskih mikroorganizmov beležimo na mestu izpusta iz čistilne naprave. Odpadne vode se na mestu izpusta redčijo in v slanem vodnem okolju dvigajo na površino. Z oddaljenostjo od vira onesnaženja se fekalno onesnaženje zmanjšuje (Lenarčič, 1980; Turk in sod., 1982; Turk, 2003a). Študije v notranjem delu Piranskega zaliva so pokazale, da je število indikatorskih bakterij v večini vzorcev nizko in ustreza kriterijem morja za rekreativne namene (Malej, 1980; Faganeli, 1982; Mozetič, 1999; Turk, 2003b). Poleg fekalnega onesnaževanja se v Tržaškem zalivu srečujamo tudi s problemi prekomernega vnosa hranilnih snovi in ostalih polutantov v obalno morje. Večje pritiske predstavljajo delno prečiščene komunalne in tehnološke odpadne vode, spiranja s kmetijskih površin (pesticidi, gnojila), pomorski promet, izlivi nafte in njenih derivatov ter mineralnih olj (od ladij in rafinerij, tankerjev in čolnov, obalnih skladišč), nekontroliran ribolov ter meteorne vode (deževje, ki opere ceste, strehe, parkirišča in vse druge javne površine). Pomemben vir antropogenega onesnaženja s kopnega so komunalne odplake, ki se stekajo v morje direktno ali pa posredno preko rek. Pri tem nastajajo večje količine organske snovi, ki so jo primarno prinesle fekalne odplake, njen glavni nosilec pa so alge. Ko ogromna količina teh organizmov odmre, potone na dno in razpada. Za razgradnjo tako nastalih viškov organske snovi se porabljajo velike količine kisika in pogosto se zgodi, da ga tudi povsem zmanjka, kar ima za posledico pogin vsega življenja na tistem delu morja. Skratka, prihaja do verižnih procesov, do evtrofikacije (Lenarčič, 1980; Štirn, 1993; Turk in sod., 2001). Rezultati so pokazali, da vnosi nutrientov zelo nihajo in da so zelo odvisni od vremenskih razmer. Koncentracija hranilnih snovi (predvsem dušika in fosforja) je najvišja v površinskem sloju spomladi in jeseni ter poleti v pridnenem sloju, kot posledica regeneracijskih procesov. V zdravih vodnih okoljih sta ti dve hranili (dušik, fosfor) prisotni v majhnih količinah in zato omejujeta prekomerno razrast primarnih producentov. Uporaba gnojil v modernem kmetijstvu in razne odplake povečajo količino nitratov in fosfatov v vodi. Povečan vnos hranil oz.nutrientov (predvsem spojine dušika in fosforja) v vodah vodi do evtrofikacije, kjer se posledice najprej odražajo na rasti in razvoju primarnih producentov - rastlin, kasneje pa tudi na biomasi in raznovrstnosti višjih členov prehranjevalne verige. Proces evtrofikacije velja tako za reke kot za morja (Val Smith, 2006). Na kvaliteto vode pa vplivajo še drugi elementi, kot npr. kalij, železo, baker, svinec, žveplo itd. Študije o naravni in t.i.»umetni«evtrofikaciji izvirajo že iz preteklih let (UNESCO, 1988; Štirn, 1993). 5
Posledice prekomerne obremenjenosti voda s hranilnimi snovmi se kažejo preko cvetenja fitoplanktona, pridnenega pomanjkanja kisika, pomorov pridnenih organizmov, izjemnih cvetenj alg, pojavljanja strupenih vrst alg, povečane pokritosti morskega dna s hitrorastočimi zelenimi algami in nastajanja sluzastih agregatov. Sluzaste mase v severnem Jadranu niso nov pojav, saj je bil pojav opisan že pred 250 leti. Prvi zapis sega v leto 1729, mnogo večjo pozornost javnosti in raziskovalne sfere dobiva pojav zadnjih dvajset let, zaradi nevšečnosti, ki jih povzroča gospodarstvu (Turk in sod., 2002). 2.2 Viri onesnaženja Onesnaževalne vire glede na prostorsko ločenost opredelimo kot točkovne, ki v morje vstopajo na stalnih, določenih mestih in netočkovne vire, kjer je vnos prostorsko bolj razširjen in manj opredeljen. Točkovne vire onesnaževanja slovenskega obalnega morja predstavljajo direktni izpusti meteornih in fekalnih vod iz naslednjih onesnaževalcev (Morska obala, 2007): območje Ankaran - Debeli rtič: - dva izpusta pod privatno hišo blizu počitniškega doma RSNZ (Republiškega sekretariata za Notranje zadeve), - izpust pri počitniškem domu RSNZ, - pri Mladinskem okrevališču Debeli rtič, - pri študentskem kampu Ankaran, - pri Ortopedski bolnici Valdoltra, - pri avtokampu Adria Ankaran ter - dva izpusta ob pomolu Sv. Katarina. območje mesta Koper: - pri Pristaniški kapitaniji Koper, - izpust v starem Mandraču Koper, - izpust pri črpališču na Bonifiki, izpust pri izlivu Badaševice, - na območju ceste Koper - Izola je osem izpustov fekalnih voda ob obalni cesti Koper - Izola (Evidentiranje divjih izpustov, Hidro Koper) Netočkovne vire onesnaževanja pa lahko uvrstimo v tri osnovne skupine: - spiranje iz povodja v pritoke in nato v morje, - spiranje urbaniziranih in neurbaniziranih površin in - iz atmosfere. Ta vnos je le delno odvisen od lokalnih onesnaževalnih virov, saj je na ta način možen tudi prenos z bolj oddaljenih, močno industrializiranih območij. Za vse netočkovne vire onesnaževanja obalnega morja je značilno, da preko leta močno nihajo glede na prevladujoče meteorološke pogoje. Med te vire lahko uvrstimo tudi splošne razmere v obalnem morju. Koprski zaliv je široko odprt v Tržaški zaliv, le ta pa v severni Jadran, zato lahko na lokalne razmere vpliva tudi stanje v celotnem severnem Jadranu. Slovenija je že od leta 1976 vključena v programe spremljanja kakovosti onesnaženja obalnega morja in v različne raziskave Mediteranskega morja v okviru Barcelonske konvencije (MAP - MED POL). Znotraj programa monitoringa so bile v preteklih letih narejene številne študije, ki pričajo, kako onesnaženje slovenskega morja vpliva na različne vrste vodnih organizmov. Vnosi najrazličnejših težkih kovin, ki se zadržujejo v sedimentih na dnu morja (Kosta in sod., 1978; Tušnik in Planinc, 1988; Planinc in sod., 1993), vnosi organoklornih pesticidov (Salihoglu in sod., 1980), vnosi anionskih detergentov (Gorenc in sod., 1993) in zastrupitve s TBT (tributiltin) (Tolosa in sod., 1996), 6
vse to se odraža v posledicah na celoten ekosistem. Novejše raziskave narejene vzdolž slovenske obale (Bajt, 2000) in vzdolž celotnega Tržaškega zaliva (Notar et al., 2001) pa pričajo o problemih, ki jih povzročajo viri policikličnih aromatskih ogljikovodikov (PAH - i) v vodnem stolpcu in v sedimentu, najbolj pa prizadanejo vodne organizme, ki se kopičijo v njih. Tudi na področju onesnaženosti morja preko rek in čistilnih naprav je bilo že veliko narejenega, predvsem na izlivu reke Rižane o razporeditvi polutantov in vnosa odpadnih voda v notranji del Koprskega zaliva (Lenarčič, 1980; Turk in sod., 1982, Faganeli in sod., 1988). Iz sedemdesetih in osemdesetih let imamo vire, ki pričajo, kako neočiščene odpadne vode vplivajo na morski ekosistem (Malej in sod., 1979; Fanuko, 1984; Vukovič, 1994) in vire, ki navajajo vplive in posledice podvodnih kanalizacijskih izpustov v Piranski zaliv (Avčin in sod., 1979; Malej, 1980; Faganeli, 1982; Mozetič in sod., 1999). Vira, ki zajemata daljše obdobje in je v njih predstavljena ocena vnosa z rekami in z odpadnimi vodami sta Tušnik in sod. (1989), ki navajajo oceno vnosa s Slovenske obale in Olivotti in sod. (1986a, 1986b), ki navajajo oceno vnosa v celotni Tržaški zaliv. Za posamezno leto pa je ocena vnosa rečnih in komunalnih odpadnih voda podana v letnih poročilih MBP Piran (Turk in sod., letna poročila). 2.2.1 Reke Za Koprski in Piranski zaliv so pomembni vodotoki oz. izlivi sladkih voda rek Rižane (00RI), Badaševice (00BA), Drnice (00DN) in Dragonje (00DR), ki s kopnega, glede na obstoječe vire onesnaženja, vnašajo v morje večje ali manjše količine urbanih ter industrijskih izpustov. V Tabeli 2 so prikazani osnovni podatki teh rek. Tabela 2: Prikaz osnovnih podatkov rek REKE 00RI 00BA 00DN 00DR Dolžina vodotoka (km) Povp. letni pretok (m 3 /leto) 14 9,8 18 27 1,09 * 10 8 8,99 * 10 6 1,01 * 10 7 2,76 * 10 7 Prispevna površina (km 2 ) 204,5 33,3 (Korva, 1993) 37 101 Opomba : Podatke Tabele 2 navajata Občina Koper in Piran, razen podatkov za reko Badaševico, ki izvirajo iz drugega vira (Korva, 1993) Kratek opis reke RIŽANE in BADAŠEVICE Reki Rižana in Badaševica tečeta po flišnatih sedimentih iz peščenjaka in laporja, ki hitro preperevata. Velik strmec imata reki v zgornjih delih toka, v spodnjem delu pa sta oblikovali obsežni aluvialni zamočvirjeni ravnici (Plut, 1980). Izlivata se v Koprski zaliv. V Koprskem zalivu se sladka voda klinasto širi v površinskem sloju proti osrednjemu delu zaliva in v smeri proti Ankaranski obali, vse do Debelega rtiča. Reka Rižana je najpomembnejša reka v Slovenski Istri, saj predstavlja glavni in edini vir za vodooskrbo obalne regije. Njen kraški izvir se nahaja v Hrastoveljski dolini, izliva pa se v Koprskem zalivu zahodno od Sermina. Izvir reke Rižane je izredno ogrožen vodni vir, predvsem zaradi cestnega in železniškega prometa v bližini, nevarnih snovi, industrije in različnih nenadzorovanih dejavnosti v vodozbirnem območju. Dolžina reke je nekaj več kot 14 km, 7
njen povprečni letni pretok znaša 4,6 m 3 /s. Reka Rižana je tipična kraška reka z vsemi lastnostmi površinskih voda, kar pomeni, da nemudoma reagira na vse zunanje spremembe. Močno je izpostavljena letnemu nihanju v količini in kakovosti vode, ki je odvisna od količine padavin (Kopna voda...). Večji industrijski onesnaževalci na odseku od Bivja do izliva Rižane v morje so: Lama Dekani, Kemiplas Koper, Clariant Polisinteza Dekani, Instalacije Koper (skupina Istrabenz), Agroservis Koper, Luka Koper in štiri čistilne naprave (ČN): Centralna ČN Koper, ČN Kubed, ČN Žgani in biološka ČN podjetja Instalacije Koper (iztok imajo vse ČN speljan v reko Rižano, razen ČN Kubed, ki ima odvodnik v ponikalnici v hudourniški grapi - pritok Rižane) (Komunala Koper..., 2005). Badaševica izvira pod vasjo Sv. Anton in se izliva v Koprski zaliv. Kljub povišanju obrambnega nasipa in podaljšanemu zidu ob naselju Šalara ni poplavno varna. Kanal 36 (Kanal grande) je glavni odvodnik meteornega in fekalnega depresijskega sistema semedelske bonifike. Onesnaževalci povodja Badaševice so: Cimos Koper, Cimos Koper - servis in prodaja vozil, Tomos Koper, Inde Koper, Vinakoper, Slavnik Koper - Servis Koper, Avtoplus, d.o.o. Koper, Stavbenik Koper, IMP Montaža Koper, SGP Koper in Tiskarna Koper (Kopna voda...). Kratek opis reke DRAGONJE in DRNICE Območje, iz katerega se stekajo površinske vode v Dragonjo in Drnico, leži v močno razgibanem flišnem Koprskem gričevju. Poseben problem je pomanjkanje vode, saj so struge v poletnih mesecih dalj časa suhe. Ekološko stanje vodnega prostora je še slabše zaradi nizke kakovosti voda preko celega leta, saj večina naselij nima urejenega zbiranja in čiščenja odpadnih voda. Onesnažena voda pronica v tla, zaradi flišne podlage hitro odteče in se izceja v izvire ter struge. Tudi veliko črnih odlagališč ter prevelika poraba zaščitnih sredstev v kmetijstvu na celotnem območju posredno povzroča onesnaževanje voda. Dragonja teče z vzhoda proti zahodu in se po skoraj 30 kilometrskem toku ob Sečoveljskih solinah izliva v Piranski zaliv. Dragonja je edina reka v Sloveniji, ki v celem svojem toku ne prečka niti enega naselja. Izvira pod zaselkom Šukljani, vendar nima stalnega izvira in se v poletnem obdobju presuši (pomanjkanje propustnih plasti, ki bi imele vlogo vodnega zbiralnika) (Kopna voda...). Njeno območje je zaradi velike razdiralne moči hudourniških voda, izrazito erozijsko. Najvišji pretok, ki so ga izmerili leta 1971, je znašal 58,1 m 3 /s, ki je podoben povprečnemu pretoku Krke, Ljubljanice ali Save pri Radovljici (Orožen Adamič, 1980). Dolina reke Dragonje je ena zadnjih dolin v Sredozemlju, kjer še lahko sledimo naravnim ali naravi podobnim procesom. Lahko rečemo, da je v krajinsko ekološkem smislu tako rekoč»nedotaknjena«. Vpliva industrijskih odpadnih voda ni. Zaradi svoje izjemnosti, tipičnosti, kompleksne povezanosti in pomembnosti kot življenjski prostor redkih, endemičnih ali ogroženih rastlinskih in živalskih vrst in krajinskih posebnosti je povodje Dragonje predlagano za krajinski park. Rečni nanosi Dragonje v izlivnem območju v morje so omogočili pogoje za nastanek solin ter s tem pogojevali izjemno kulturno krajino. Sečoveljske soline so ene zadnjih solin v Sredozemlju, kjer proizvodnja soli poteka na tradicionalen način, kar podpira pestrost habitatov in vrst ter umešča soline - največje brakično mokrišče pri nas - med območja največje krajinske in biotske pestrosti. Leta 1990 je bilo območje solin razglašeno za krajinski park, leta 1993 pa je postalo prva ramsarska lokaliteta v Sloveniji (zavarovano mokrišče). Drnica, nekdanji pritok Dragonje, priteče s severne smeri, pod Sv. Petrom pa se ostro obrne proti zahodu in priteče v soline, kjer se nato izliva v Piranski zaliv. Povodje Drnice je v zgornjem odseku v krajinsko ekološkem smislu dokaj ohranjeno. Večjih virov onesnaženja ni, razen podjetja KIO Šmarje, ki ima tehnološke odpadne vode od procesa niklanja in fosfotiranja ter sanitarne odpadne vode iz menze in sanitarij, ter podjetje KRAS d.d. - klavnica Sečovlje, ki obremenjuje reko z organskimi odplakami tehnoloških procesov in sanitarij (Kopna voda...). 8
2.2.2 Čistilne naprave Cilj čiščenja komunalnih odplak v centralni čistilni napravi je zmanjšati koncentracijo kemičnih parametrov (biokemijske potrebe po kisiku, kemijske potrebe po kisiku, celokupni fosfor, organski dušik in amonij, suspendirane snovi, ) do takšne meje, pri kateri izpust v okolje ne bo imel škodljivih vplivov na okolje in za človeško zdravje (Ur.l. RS št. 45/07). Komunalne odpadne vode so ocenjene kot pomemben vir onesnaževanja. Obremenjenost izlivnih vod je odvisna od stopnje čiščenja na morebitni čistilni napravi. Odvajanje odpadne komunalne vode je pretežno urejeno z mešanimi kanalizacijskimi sistemi (meteorne in fekalne vode). Čistilni napravi Koper in Piran imata urejeno le mehansko stopnjo čiščenja komunalnih odpadnih vod oz. t.i. primarno čiščenje. Gre za postopek čiščenja na fizikalni ali kemijski način, vključno z usedanjem neraztopljenih snovi, ki se zagotavlja na komunalni čistilni napravi. Primarno (mehansko) čiščenje je lahko tudi drug postopek čiščenja, ki zmanjšuje BPK 5 za najmanj 20% in količino neraztopljenih snovi (odstranjevanje trdnih delcev z dodatnim prezračevanjem) za najmanj 50% pred izpustom. Izola (ocenjen letni iztok je 2,5*10 6 m 3 /leto) nima urejenega čiščenja odpadne komunalne vode, odpadne komunalne vode se izlivajo neposredno v morje, 300 m od obale (Gosar..., 2005). V nadaljevanju bomo upoštevali vnose čistilnih naprav Koper in Piran. Komunalno odpadno vodo sestavlja 99,9% vode in 0,1% trdne snovi. Tipične komunalne odplake pred čiščenjem vsebujejo povprečno 250 mgo 2 /l BPK 5, 500 mgo 2 /l KPK, suspendirane snovi 220 in 8 celokupnega fosforja (Peirce in sod., 1998, EPA standardi). Dolgoročni projekt obalnih občin»zbiranje in čiščenje odpadnih voda v obalnem področju (Koper, Izola, Piran)«je bil konec leta 2004 potrjen tudi s strani Evropske komisije. Projekt predvideva rekonstrukcijo obstoječih čistilnih naprav v Piranu in Kopru ter nujno razširitev. Dodani bosta biološka in kemična stopnja, ki bosta zmanjšali odtok nitratov in fosfatov v morje s pomočjo vgrajenih sekvenčnih bioreaktorjev. Občini Izola in Koper bosta priključeni na skupno čistilno napravo v Kopru. Celoten sistem bo predvidoma zaključen v letu 2008. Območja naselij z obremenjenostjo več kot 10.000 PE na občutljivih območjih, to so Koper, Piran in Izola, morajo biti opremljena z javno kanalizacijo in komunalno čistilno napravo do 31 decembra 2008, do takrat pa mora biti priključeno na javno kanalizacijo tudi najmanj 95 % obremenitev, ki nastaja zaradi odpadne vode na teh območjih (Analiza nosilne..., 2006). Tabela 3: Prikaz osnovnih podatkov centralnih čistilnih naprav Koper in Piran ČISTILNE NAPRAVE CČN KOPER CČN PIRAN Kapaciteta ČN (PE) 50000 30000 Povprečni letni pretok odpadnih 4,4 * 10 6 3,4 * 10 6 vod (m 3 /leto) Št. prebivalcev v občini 47.539 (SURS, 2002) 16.758 (SURS, 2002) Zemljepisna širina merilnega mesta 00KB: 45 33,60` (MBP) 00PA: 45 31,17` (MBP) Zemljepisna dolžina merilnega 00KB: 13 45,08` (MBP) 00PA: 13 34,20` (MBP) mesta Dolžina morske obale (km) 17,6 17,9 Opomba: Podatka za povprečeni letni pretok in dolžino morske obale navajata Občina Koper in Piran; pričetek obratovanja pa Komunala Koper in JP Okolje Piran 9
Kratek opis ČISTILNE NAPRAVE KOPER Območje koprske centralne čistilne naprave pokriva okoli 88% prebivalcev občine, na njem pa je na kanalizacijski sistem že priključenih okoli 72% njenega prebivalstva oziroma 63% prebivalstva celotne občine (število prebivalcev v občini Koper: 47.539; dolžina morske obale: 17,6 km). Kapaciteta centralne čistilne naprave znaša 50.000 PE (populacijski ekvivalent) (Seznam komunalnih..., 2006). Načrtovana je bila za 100.000 PE, kar bi zadoščalo potrebam približno 100.000 ljudem. Skupna količina pretečene odplake skozi čistilno napravo je 4,4*10 6 m 3 /leto, od tega 34% industrijskih in 66% gospodinjskih odplak. Zraven je všteta še meteorna voda (mešan sistem), podtalnica in morska voda (Komunala Koper..., 2005). Po prečkanju reke Rižane doteka odpadna voda po dveh kanalih premera 1 m do objekta z grabljami. V objektu so vgrajene dvojne fine grablje in naprava za sprejem grezničnih vsebin. Odpadki iz grabelj se odstranijo v zabojnike v spiralni transporter. Voda, ki je na tej stopnji očiščena večjih trdnih delcev, se odvaja v vhodno črpališče s tremi črpalkami. Iz črpališča doteka voda v dvostezni peskolov in ozračeni lovilec maščob, od tu pa prek preliva v iztočni kanal k dvema bazenoma primarnega usedalnika. Odstranitev na dnu usedlega blata je predvidena s sesalnim strgalom (princip natege). Mehansko očiščena voda se nato zliva v iztočni kanal in od tod v Rižano. Blato, odstranjeno v primarnem usedalniku, se zgosti in prečrpa v gnilišče in stiskalnice (Komunala Koper..., 2005). V programu so predvideni trije projekti znotraj centralne čistilne naprave Koper: rekonstrukcija peskolova, predelava strgal primarnih usedalnikov ter idejna rešitev razširitve centralne čistilne naprave. Kratek opis ČISTILNE NAPRAVE PIRAN V čistilni napravi Piran se zbira mešanica komunalne in padavinske odpadne vode iz Pirana, Portoroža, Lucije, Seče, Fiese in Strunjana. Letni pretok odpadnih vod je 3,4 * 10 6 m 3 /leto, kapciteta ČN pa znaša 30.000 PE (število prebivalcev v občini Piran: 16.758; dolžina morske obale: 17,9 km) (Predstavitev občine..., Seznam komunalnih..., 2006). Pri obremenitvi čistilne naprave Piran so značilna močna nihanja v številu uporabnikov oz. v povečevanju števila turistov. Na čistilno napravo gravitira redno cca. 13.000 ekvivalentnih enot, ob vikendih in zlasti v poletnem času poraste obremenitev do 30.000 enot (zato tudi kapaciteta ČN večja). Čistilna naprava Piran je čistilna naprava z mehansko stopnjo čiščenja odpadne vode ter z aerobno stabilizacijo blata. Odvajanje mehansko čiščene odpadne vode se vrši s pomočjo dveh podmorskih izpustov (cevi) dolžine 3600 m (zgrajena l. 1976) in 3450 m (zgrajena l. 1987) na globini 21 m, ki se na koncu zožita v difuzorski sistem (difuzor z odprtinami, skozi katere izhaja efluent s povprečnim dnevnim pretokom 10360 m 3 /dan). Razbremenjevanje meteornih vod na čistilni napravi poteka preko centrifugalnega črpališča kapacitete do 600 l/s v podmorski izpust premera 630 mm v dolžini 500 m na globino 18 m. Čistilna naprava obsega fine grablje, aeriran peskolov, lovilec maščob, usedalnik, bazen za stabilizacijo mulja, zgoščevalec in napravo za dehidracijo mulja (JP Okolje Piran..., 2005). Študije vpliva širjenja odpadne vode v okolici difuzorja podvodnega izpusta čistilne naprave Piran v vodnem stolpcu so pokazale, da se oslajena voda zadržuje pod gladino 12 m (Avčin in sod., 1979; Malej, 1980; Faganeli, 1982; Mozetič in sod., 1999). V času razslojenosti vodnega stolpca se razredčene odplake zadržujejo v globini in se v obdobju mirnega vremena širijo horizontalno na večje razdalje (Malačič in sod., 2000). 10
2.2.3 Pravni vidiki izvajanja monitoringa Priprava strokovnih podlag je pri nas razdeljena po posameznih strokovnih institucijah. Inštitut za vode RS obravnava površinske vode, Geološki zavod RS podzemne vode, medtem ko Morska biološka postaja Piran (MBP) skrbi za področje dobrega stanja morja. Predpisi EU: 76/474/EEC Dangerous Substances Directive (OJ L129, 18.5.1976) 79/923/EEC The Shellfish water Directive (OJ L281, 10.11.1979) 96/83/EEC The Integrated Pollution Prevention and Control Directive (OJ L330, 3.11.1998) Decisions 77/585/EEC (25.7.1977,JO L240 of 19.7.1977; 1999/802/EC of 22.10.1999, JO L322 of 14.12.1999) Barcelona convention for the protection of the Mediterranean Sea against pollution Decisions 83/101/EEC of 28.2.1983 (JO L067 of 12.3.1983 ; 1999/801/EC of 22.10.1999, JO L322 of 14.12.1999) Barcelona convention for the protection of the Mediterranean Sea against pollution Decision 99/800/EC of 22.10.1999 ( JO L322 of 14.12.1999) Barcelona convention for the protection of the Mediterranean Sea against pollution Bathing Water Directive (Council Directive of 8 December 1975 concerning the quality of bathing water (76/160/EEC)) Zakonodaja republike Slovenije: Zakon o varstvu okolja (Uradni list RS, 32/93; 1. in 3. točka 94.člena) Zakon o vodah (Uradni list RS, 67/2002; 7., 62., 63. člen) Uredba o kemijskem stanju površinskih voda (Uradni list RS, 11/02) Pravilnik o monitoringu kemijskega stanja površinskih voda (Uradni list RS, 42/02) Pravilnik o imisijskem monitoringu kakovosti površinske vode za življenje sladkovodnih vrst rib (Uradni list RS, 42/02) Uredba o kakovosti vode za življenje in rast morskih školjk in morskih polžev (Uradni list RS, 31/02) Uredba o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav (Uradni list RS, 45/07) Direktiva 2000/60/ES Evropskega parlamenta in sveta z dne 23. oktober 2000, ki določa okvir za delovanje Skupnosti na področju vodne politike (Direktiva o vodah 2000/60/ES), 8. člen, aneks V Pravilnik o minimalnih higienskih in drugih zahtevah za kopalne vode (Ur. l. RS, št. 73/03) Uredba o območjih kopalnih voda ter o monitoringu kakovosti kopalnih voda (Ur. l. RS 70/03 in 72/04) Kopalna direktiva (dve veljavni direktivi, stara iz leta 1976: Direktive sveta o kakovosti kopalnih voda 76/160/EGS in nova iz leta 2006: Direktiva Evropskega Paralamenta in Sveta 2006/7/ES o upravljanju kakovosti kopalnih voda) Monitoring kakovosti površinskih vodotokov je del državnega (imisijskega) monitoringa kakovosti površinskih voda. Izvaja se na osnovi zakonskih podlag (navedenih zgoraj). V letu 2005 je stopil v veljavo Pravilnik o določitvi in razvrstitvi vodnih teles površinskih voda in glede na to je program monitoringa za leto 2006 pripravljen z upoštevanjem določenih vodnih teles. V letu 2006 se je nadzorno spremljanje stanja izvedlo na omejenem št. vodnih teles (tudi povodje jadranskih rek Rižane in Dragonje). Kakovost vodotokov se prikaže na dva načina: glede na kemijsko stanje ter po starejšem, kombiniranem načinu 11
ocenjevanja, ki omogoča primerjavo s preteklimi leti. V letu 2002 je vlada izdala Uredbo o kemijskem stanju površinskih voda (Ur. l. RS, št.11/2002), s katero površinske vode v skladu z zahtevami Okvirne vodne direktive glede na vsebnost nevarnih snovi, nitratov in sulfatov, uvrščamo v dobro oziroma slabo kemijsko stanje. Uporablja pa se tudi klasifikacija vodotokov po Nacionalnem sistemu ocenjevanja kakovosti vodotokov, ki jih uvršča v štiri kakovostne razrede glede na osnovne fizikalno - kemijske analize, analize težkih kovin (Hg, Zn, Cr, Pb, Cd, Ni, Cu), organske mikropolutante, mikrobiološke in saprobiološke analize (saprobni indeks). Nova preoblikovana Uredba o emisiji snovi pri odvajanju odpadne vode iz komunalnih čistilnih naprav je začela veljati z dnem 9. junija 2007 in navaja mejne vrednosti za mikrobiološke parametre odpadne vode, ki se odvajajo iz komunalne čistilne naprave. Vodja sektorja za vode na Ministrstvu za okolje in prostor pravi, da okvirna vodna direktiva (WFD) pomeni enega izmed največjih mejnikov pri uvajanju novega pristopa k upravljanju voda, saj daje velik poudarek celostni obravnavi vplivov na ekološko stanje voda. Glavni cilj vodne direktive je doseganje dobrega stanja površinskih in podzemnih voda do leta 2015 ter skrb, da se razmere ne bi poslabšale. Eden izmed najpomembnejših instrumentov vodne direktive je ustrezna cenovna politika za vodo po načelu onesnaževalec plača, s čimer naj bi predvsem pripomogli k racionalnejši rabi vode. Direktiva hkrati obravnava tudi vplive industrije, kmetijstva in urbanizacije. Slovenija je vsebino vodne direktive prenesla v nacionalni pravni red z Zakonom o vodah. Domači zakonodajni okvir pomenita tudi Zakon o varstvu okolja in Zakon o ohranjanju narave, skladno s tem pa tudi predpisi o varstvu okolja in o ohranjanju narave. Od začetka veljavnosti Direktive sveta o kakovosti kopalnih voda 76/160/EGS z letom 1976 se je kakovost kopalnih voda na področju Evropske skupnosti precej izboljšala. Z dnem veljave 24. marca 2006 jo je nadomestila Direktiva Evropskega Parlamenta in Sveta 2006/7/ES o upravljanju kakovosti kopalnih voda. Ta direktiva bo dokončno razveljavila direktivo 76/160/EGS decembra 2014, države članice pa morajo najkasneje do 24. marca 2008 sprejeti predpise, potrebne za uskladitev s to direktivo. Evropska zakonodaja namreč predpisuje minimalne zahteve, posamezna država članica pa si lahko po lastni presoji predpiše tudi strožje. V Sloveniji so nekatere parametre iz direktive spremljali že vrsto let, pri čemer je bila predpisana mejna vrednost strožja od tiste v direktivi. Da se je zagotovila kontinuiteta spremljanja in ugotavljanja kakovosti kopalnih voda, so bile za nekatere parametre strožje mejne vrednosti vključene tudi v Pravilnik o minimalnih higienskih in drugih zahtevah za kopalne vode. Pravilnik tako po direktivi dosledno povzema zahteve glede pogostosti spremljanja posameznih parametrov za kopalne vode, mejne vrednosti za fizikalne in kemijske parametre ter priporočene vrednosti za posamezne parametre. Strožje mejne vrednosti pa so v pravilniku predpisane za mikrobiološke parametre (skupne koliformne bakterije, koliformne bakterije fekalnega izvora in streptokoki fekalnega izvora - enterokoki). Pravilnik o minimalnih higienskih in drugih zahtevah za kopalne vode podaja čas trajanja kopalne sezone, ki traja na morju od 15. junija do 30. septembra. Izvajanje programa vzorčenja kopalnih voda na naravnih kopališčih mora zagotavljati upravljalec teh kopališč, vendar pa nas je veliko takšnih, ki v poletni sezoni radi hodimo na t.i. divja kopališča, kjer na samem mestu ni prisotnega spremljanja fekalnega onesnaževanja. Zato je pomembno vedeti, kolikšna je kakovost morske vode nasploh, ne pa samo na izbranih kopalnih mestih. Navedene mejne vrednosti FK za kopalne vode v Direktivi Evropskega parlamenta in sveta in v Pravilniku o minimalnih higienskih in drugih zahtevah za kopalne vode se močno razlikujejo. Slovenska zakonodaja ima strožje mejne vrednosti za mikrobiološke parametre (v našem primeru nas zanimajo fekalni koliformi) (Tabela 4). 12
Tabela 4: Mejne vrednosti FK za kopalne vode Naziv merjenega parametra Koliformne bakterije fekalnega izvora Enota FK (n/100ml) Vrednosti iz direktive Mejna vrednost Priporočena vrednost Vrednosti iz Pravilnika o minimalnih higienskih in drugih zahtevah za kopalne vode Mejna vrednost Priporočena vrednost 2000 100 500 100 Namen podajanja mejnih vrednosti v zakonodaji je ohranjati, varovati in izboljšati kakovost okolja ter zaščititi zdravje ljudi. Do avgusta 2003 je bil v uporabi Pravilnik o minimalnih higienskih in drugih zahtevah za kopalne vode (Ur. l. RS, št. 73/03). Zdaj pa tega dopolnjuje nova Uredba o območjih kopalnih voda ter o monitoringu kakovosti kopalnih voda (Ur. l. RS, št. 72/04). Programi spremljanja kakovosti kopališč v R Sloveniji upoštevajo vsa priporočila in standarde mednarodnih predpisov in nacionalne zakonodaje. Na Morski biološki postaji določajo sanitarno kvaliteto morja s pomočjo indikatorskih bakterij fekalnega onesnaženja, po navodilih in kriterijih Svetovne zdravstvene organizacije (WHO). Mediteranski akcijski načrt (UNEP - MAP) je bil sprejet leta 1975 kot prvi regionalni program za morje v okviru Programa združenih narodov (ZN) za okolje (UNEP). Leto kasneje (1976) je bila sprejeta Konvencija o varstvu Sredozemskega morja pred onesnaževanjem (Barcelonska konvencija), ki skupaj s šestimi protokoli tvori tako imenovani»barcelonski sistem«. Leta 1995 so konvencijo preimenovali v Konvencijo o varstvu morskega okolja in obalnih območij Sredozemlja (MOP..., 1995). Konvencija skupaj s protokoli predstavlja pravno in vsebinsko osnovo za delovanja UNEP - MAP. Izhodišče izvajanja monitoringa»kakovost morja in kontrola onesnaženja«predstavlja obvezo R Sloveniji kot pogodbenici Barcelonske konvencije o zaščiti Sredozemskega morja pred onesnaženjem s kopnega (Agencija združenih narodov za okolje (UNEP - MAP)). 13
3 EKSPERIMENTALNI DEL 3.1 Opis raziskovalnega območja V merilno mrežo ugotavljanja higienske ustreznosti morske vode na slovenski obali smo vključili merilna mesta na ustju reke Rižane, v spodnjem toku rek Rižane, Badaševice, Drnice in Dragonje ter merilna mesta v Koprskem in Piranskem zalivu. Vzorčenje morske vode smo izvedli na rednih merilnih mestih v Koprskem zalivu (v neposredni bližini Luke Koper), v Izoli, v Piranskem zalivu sredi Piranskega zaliva in na referenčni postaji, ki je oddaljena od obale cca. 3 milje ter vključili merilna mesta od severnega ankaranskega razbremenilnega kanala do Valdoltre. Merilna mesta sovpadajo z izborom merilnih mest, na katerih tudi Morska biološka postaja izvaja redno spremljanje stanja morja. Poleg rečnih voda in merilnih mest vzdolž slovenke obale nas je zanimala sanitarna kakovost Koprskega zaliva. Zaradi izliva komunalne odpadne vode ČN Koper direktno v reko Rižano smo onesnaženost spremljali na transektu od ustja reke Rižane do notranjosti Koprskega zaliva. Vzorčenje je potekalo v mesecu februarju, maju, avgustu in septembru. V diplomskem delu smo tudi zbrali dolgoletno serijo podatkov analiz vzorcev rečnih voda, ki se izlivajo v obalno morje R Slovenije. Podatke meritev fizikalno - kemijskih parametrov iz podatkovne baze MBP smo za obdobje 1988-2006 obdelali in predstavili. Vključili smo tudi podatke analiz vzorcev odpadnih voda iz komunalne ČN Koper in Piran iz obdobja 2001-2006. 3.2 Materiali in metode 3.2.1 Vzorčenje rek in vzorčenje morske vode Vzorčenje voda na izlivu rek in vzdolž slovenske obale smo opravlili 15. februarja, 16. maja in 21. avgusta 2007. Vzorčenje na transektu od ustja reke Rižane do notranjosti Koprskega zaliva vse do Valdoltre, je potekalo 21. avgusta in 20. septembra. Vzorci morske in sladke vode so nam služili za nadaljnjo mikrobiološko analizo oz. za ugotavljanje števila fekalnih koliformnih bakterij (FK) v vodi. Na rekah smo poleg zajetja vzorca za analizo fekalnih koliformnih bakterij, pripravili še vzorce za kasnejšo fizikalno - kemijsko meritev biokemijske potrebe po kisiku (BPK 5 ) in kemijske potrebe po kisiku (KPK) v kemijskem laboratoriju (tega v nadaljevanju nismo merili). Ob vrnitvi s terena smo poskrbeli, da so bili vzorci obdelani v čim krajšem času. VZORČEVANJE REK vzorce za analizo fekalnih koliformov, smo odvzeli na površini rečne vode v spodnjem toku rek (00RI, 00BA (Semedelski kanal), 00DN in 00DR), ter vzorec na reki Rižani ob izlivu v morje (0ERI) po izpustu odpadne vode iz čistilne naprave Koper (mešanje sladke in slane vode) (Slika 1) (Tabela 5) 14
Tabela 5: Geografske koordinate merilnih mest v spodnjem toku rek KODA POSTAJE MERILNO MESTO ZEMLJEPISNA ŠIRINA ZEMLJEPISNA DOLŽINA 0ERI Rižana (po ČN) 45 33,52` 13 44,67` 00RI Rižana (pred ČN) 45 33,40` 13 45,47` 00BA Badaševica 45 32,20` 13 43,67` 00DN Drnica 45 28,65` 13 37,00` 00DR Dragonja 45 27,92` 13 36,93` Vir: Turk in sod., letna poročila teren za analizo sladke vode smo prevozili z avtom merjeni fizikalni parametri na mestu vzorčenja: temperatura vode s termometrom in slanost z refraktometrom; vremenske razmere: oblačno in deževno, temperatura ozračja približno 10 C priprava vzorca za analizo KPK in BPK 5 in odvzem vzorca v sterilne steklenice (sterilizacija: 121 C, 15 min, 1 atm) za analizo F K: vzorec za meritev kemijske potrebe po kisiku (KPK) smo pripravili tako, da smo v Winklerjevo stekleničko dodali reagent kalijev bikromat (K 2 Cr 2 O 7 ), ki je služil za nadaljnjo analizo, medtem ko smo za meritev biokemijske potrebe po kisiku (BPK 5 ) vzorec vode prelili le v Winklerjevo stekleničko in jo ovili z aluminijasto folijo in taka je bila pripravljena za laboratorijsko analizo (inkubacija 5 dni pri temperaturi 20 C v popolni temi) 15
Slika 1: Merilna mesta v ustju in v spodnjem toku reke Rižane (0ERI, 00RI), v spodnjem toku rek Badaševice (00BA), Drnice (00DN) in Dragonje (00DR) ter na iztoku komunalnih odpadnih voda ČN Koper (00KB) in ČN Piran (00PA) VZORČEVANJE MORSKE VODE za vzorčenje morske vode vzdolž slovenske obale so bili zajeti vzorci vode v Koprskem (000K) in Piranskem zalivu (00MA); referenčno postajo za priobalne vode v slovenskem morju in za odprte vode predstavlja pobran vzorec na merilnem mestu 000F; postaji 00C2 in 00C4 se nahajata ob obali v bližini Izole (Slika 2) (Tabela 6) Tabela 6: Geografske koordinate merilnih mest vzdolž obale R Slovenije KODA POSTAJE MERILNO MESTO ZEMLJEPISNA ŠIRINA ZEMLJEPISNA DOLŽINA 000K Koprski zaliv 45 33,60` 13 43,20` 000F Južni del Tržaškega zaliva 45 32,30` 13 33,00` 00MA Piranski zaliv 45 30,20` 13 34,20` 00C2 Izola 45 34,80` 13 36,80` 00C4 Izola 45 32,40` 13 39,05` Vir: Turk in sod., letna poročila vzorčenje na morju je potekalo s plovilom MBP Sagita 16
vzorci morske vode na posameznih postajah so bili odvzeti z vzorčevalnikom Niskin pod površino morja; vodo smo takoj prelili v 5 L sterilne steklenice in vzorce smo shranili v hladilne torbe (~10 C) merjeni fizikalni parametri na mestu vzorčenja: temperatura morske vode merjena s CTD sondo (CTD=Conductivity, Temperature, Depth; Center for Waster Research, Avstralija) in slanost s pomočjo refraktometra Slika 2: Merilna mesta vzdolž obale R Slovenije za vzorčevanje Koprskega zaliva so bili zajeti vzorci morske vode ob obali od Valdoltre do Marine v Kopru; vzorci so bili pobrani ročno s plovilom v sterilne steklenice na gladini morja (0,3 m) po navodilih in priporočilih vzorčenja (UNEP/WHO, 1995b). Merilna mesta mikrobioloških vzorcev so bila izbrana na območjih prikazanih na Sliki 3 in zajemajo sledeče lokacije: - obalne (7, 13, 14, 15, 18, 21) - pribrežne vode notranjega dela Koprskega zaliva (16, 17, 19, 20) - luški akvatorij (3-6, 8, 9, 12) - sladkovodne pritoke Rižane (1, 2) in severnega (ankaranskega) razbremenilnika (10 in 11) 17
Slika 3: Merilna mesta v ustju reke Rižane in v notranjosti Koprskega zaliva 3.2.2 Analiza fekalnih koliformnih bakterij (FK) Glede na različne vrste bakterij, ki jih želimo analizirati so v rabi različne metode določevanja števila mikrobioloških organizmov. Najbolj uporabni metodi sta metoda mebranske filtracije (MF - membrane filtration) ter metoda najverjetnejšega števila (MPN - most probable number), ki je posebej primerna za precej onesnažene vzorce oz. vzorce z visokim številom bakterij. Postopek za analizo fekalnih koliformnih bakterij smo izvedli z metodo membranske filtracije po navodilih in priporočilih UNEP/WHO (1995a) z upoštevanjem vseh postopkov sterilnega dela. PRIPRAVA GOJIŠČA (Difco) ZA ANALIZO FEKALNIH KOLIFORMNIH BAKTERIJ Ustrezne količine posameznih sestavin za gojišče (M - FC agar) (Tabela 7) raztopimo v enem litru deionizirane vode. Gojišču uravnavamo ph = 7,4, kot je potrebno za gojenje mikroorganizmov na gojišču (M - FC agar). Segravamo do vrelišča (100 o C), dokler se sestavine popolnoma ne raztopijo. Odstranimo z grelne površine ter dodamo 10 ml sveže 18
pripravljene 1% rosolične kisline (1% rosolične kisline raztopimo v 0,2 N NaOH). Ponovno postavimo na gorilnik še približno eno minuto. Končni medij ima ph 7,4 ± 0,1. Nato ohladimo na približno 45 o C in nalijemo gojišče v petrijevke. Tako pripravljene petrijevke se lahko hranijo v hladilniku 7 dni. Tabela 7: Sestava gojišča (Agar M - FC) za celokupne in fekalne koliforme SESTAVINA Tripton Proteozni pepton Kvasni ekstrakt Natrijev klorid Laktoza Zolčne soli No.3 Anilin modro Agar KOLIČINA 10 g 5 g 3 g 5 g 12,5 g 1,5 g 0,1 g 15 g PRIPRAVA FOSFATNEGA PUFRA (raztopine) Za razredčevanje vzorcev in spiranje po filtraciji vzorcev uporabimo fosfatni pufer. Sestavine (Tabela 8) za fosfatni pufer raztopimo v enem litru deionizirane vode in avtoklaviramo (max 2 atm.) za 15 minut pri 121 C. Tabela 8: Sestava fosfatnega pufra (ph 7,2) SESTAVINE K 2HPO 4 KH 2PO 4 KOLIČINA 3 g 1 g METODA MEMBRANSKE FILTRACIJE (MF) ZA ANALIZO FEKALNIH KOLIFORMOV Metoda MF se uporablja za koncentriranje celic bakterij v vzorcih vode. Sistem za MF vključuje (Slika 4): - vakumsko črpalko (pritisk 200 Hg) in filtracijske nastavke - cevi za odvajanje prefiltriranega vzorca - sterilne membranske filtre (filtre iz celuloznih vlaken, velikosti por 0,45 µm, premera površine 47 mm z mrežasto površino (Millipore HA)); - pinceta, vata, alkohol, rokavice, 19
Slika 4a: Vakumska črpalka Slika 4b: Cevi za odvajanje prefiltriranega vzorca Slika 4c: Filtracijski nastavki in membranski filtri Slika 4d: Ostali pripomočki Na sterilne filtracijske nastavke smo položili sterilne membranske filtre (Millipore HA, velikosti por 0,45 µm). Na filter smo za vsak vzorec prefiltrirali ustrezen volumen vzorca vode. Filtre nato položimo na selektivno trdna gojišča, ki smo jih pripravili po predhodnem postopku (Tabela 7) in plošče inkubiramo v inkubatorju 24 ur pri temperaturi 44,5 ± 0,2 C. Po inkubaciji smo prešteli število zraslih kolonij (modre kolonije). Rezultat predstavlja število zraslih kolonij - fekalnih koliformnih bakterij v 100ml vzorca vode (FK (n/100ml)). 20
3.2.3 Obdelava podatkov MBP Od leta 1988 so bile meritve rek Rižane (00RI), Badaševice (00BA), Drnice (00DN) in Dragonje (00DR) in morske vode na MBP opravljene dva - krat letno (pozimi in poleti), kasneje, od leta 1994 dalje, pa štiri - krat letno (spomladi, poleti, jeseni, pozimi). Meritve v zimskem času so bile opravljene meseca februarja, spomladi v mesecu marcu ali aprilu, poleti so bili vzorci odvzeti v mesecu avgustu in jeseni v mesecu novembru. Vse meritve so bile opravljene po metodah in navodilih opisanih v letnih poročilih (Turk in sod., letna poročila). Pri osnovni obdelavi podatkov rek smo uporabili podatke določenih parametrov (celokupnega dušika (TotN), celokupnega fosforja (TotP), celokupne suspendirane snovi (TSS), detergentov (DET), biokemijske potrebe po kisiku (BPK 5 ), kemijske potrebe po kisiku (KPK)) iz obdobja 1988-2006, le za parameter TSS smo imeli podatke iz obdobja 1988-2003, pridobljene iz podatkovne baze MBP (Priloga A). Za reke Rižano, Badaševico, Drnico in Dragonjo smo podatke meritev predstavili kot sezonsko in letno dinamiko ter kot letno oceno vnosa polutantov v obalno morje. Za čistilni napravi Koper in Piran nismo prikazali letne dinamike, ampak smo računali letno oceno vnosa polutantov z odpadnimi vodami za obdobje 2001-2006 in ga primerjali s predhodnimi rezultati. MBP je odpadne vode v okviru programa NMPS (National Monitoring Programme of Slovenija) v obdobju 1988-2003 vzorčila na iztoku čistilnih naprav v Kopru in Piranu (merilna mesta: Tabela 3, Slika 1). Za analizo vzorcev odpadnih voda, so bile opravljene sezonske meritve enkratnih vzorčenj. Po letu 2003 so vključeni v analizo rezultati meritev, ki jih izvajajo mesečno na iztoku čistilnih naprav upravljalci komunalne čistilne naprave. Vzorci na iztoku predstavljajo kompozitni vzorec v času 24 h. Zbrali in predstavili smo podatke naslednjih parametrov: - biokemijska potreba po kisiku oz. BPK 5 : označuje velikost porabe kisika v bioloških procesih; sam po sebi ni onesnaževalec, ampak predstavlja količino kisika, ki jo mikroorganizmi potrebujejo za razgradnjo organske snovi v 5 dneh - kemijska potreba po kisiku oz. KPK: predstavlja fizikalno raztapljanje kisika oz. koliko kisika je potrebnega, da se organska snov razgradi z oksidanti; je merilo onesnaženosti odpadnih in površinskih voda - celokupni fosfor oz. TotP: celokupna vrednost fosforja meri organski in anorganski fosfor; organski fosfor je del mikroorganizmov in je pripet na partikularni organski material (POP), anorganski fosfor pa je v ionih (PO 4 3- ), vezanih na delce zemlje in v pralnih detergentih; pomanjkanje fosforja v vodi pripisujemo predvsem njegovi povezavi z organskim materialom, kajti nevezani fosfati so takoj prevzeti s strani mikroorganizmov - celokupni dušik oz. TotN: je vsota dušika (organski dušik + N-NH 4 + ) + nitratni dušik (NO 3 - ) + nitritni dušik (N-NO 2 - ) oz. z drugimi besedami je vsota partikulatnega dušika (PON) in anorganskega dela dušika (DIN: NO 2 - + NO 3 - + NH 4 + ); nitrati so oblike dušika, ki jih lahko najdemo v več oblikah v kopenskih in morskih vodah; te oblike vključujejo amonij (NH 4 + ), nitrat (NO 3 - ) in nitrit (NO 2 - ) - celokupna suspendirana snov oz. TSS: pravimo ji tudi lebdeči delci ali seston; vsebuje organske in anorganske delce avtohtonega in alohtonega izvora - detergenti (DET) 21
Izračunali smo povprečne vrednosti koncentracij, maksimalno in minimalno vrednost zgoraj navedenih parametrov za obdobje 1988-2006. Oceno vnosa določenih polutantov (celokupnega dušika, celokupnega fosforja, celokupne suspendirane snovi ter detergentov) smo izračunali po spodnji enačbi : Ocena vnosa = ( X * Q ) = t / leto (1) X - povprečna koncentracija parametra () Q - povprečni letni pretok (m 3 /leto) 22
4 REZULTATI IN RAZPRAVA V tem poglavju so predstavljeni rezultati našega dela. Opravljena analiza fekalnih koliformnih bakterij kaže na fekalno onesnaženost rek in obalnega morja. Rezultati sezonskih analiz so pokazali, da se število fekalnih koliformov med letnimi sezonami razlikuje in da njihovo število pojema z oddaljenostjo od točkovnega vira onesnaženja (ČN). To smo potrdili z vzorčevanjem morske vode na transektu od ustja reke Rižane do notranjosti Koprskega zaliva. Iz dobljenih rezultatov mikrobiološke analize sklepamo, da delno prečiščene komunalne odpadne vode ČN Koper obremenjujejo zaliv. Poleg analize fekalnih koliformnih bakterij smo zbrali in obdelali dolgoletno serijo podatkov MBP. Predstavili smo oceno vnosa z rekami za obdobje 1988-2006 ter posebej oceno vnosa z rekami in odpadnimi vodami ČN Koper in ČN Piran za obdobje 2001-2006 in ga primerjali s predhodnimi rezultati analiz iz obdobja 1983-1988 (Tušnik in sod., 1989). Rezultati ocene vnosa rek in vnosa iz čistilnih naprav kažejo na letno naraščanje vnosa nutrienta TotN v obalno morje R Slovenije. V nadaljevanju so grafično prikazani rezultati mikrobiološke analize in rezultati obdelave podatkov MBP. Podatki so predstavljeni tudi v obliki tabel v Prilogi B in Prilogi C. 4.1 Rezultati mikrobiološkega onesnaženja obalnega morja Odvzemi sezonskih vzorcev na izbranih merilnih mestih v rekah in v obalnem morju so nam služili za analizo koliformnih bakterij fekalnega izvora oz. za kontrolo sanitarne kakovosti obalnega morja. Zaradi principa same metode smo zrasle kolonije na filtru pregledali dan po vzorčenju (16. februarja 2007, 17. maja 2007, 22. avgusta 2007 in 21. septembra 2007). Zanimala nas je prisotnost fekalnih koliformnih bakterij. Modre kolonije, kot značilnost FK, smo na filtru prešteli (izgled: Slika 6). Kot dokaz, da smo delo brezhibno opravili, nam je služila kontrola, oziroma gojišče brez filtriranega vzorca vode, kjer nismo prešteli nobene zrasle kolonije. Rezultat mikrobiološke analize smo podali kot število zraslih kolonij v 100 ml vzorca vode (FK (n/100ml) (Priloga B), kot to zahteva zakonodaja. Rezultate smo komentirali glede na mejne vrednosti, ki jih določa slovenska zakonodaja, in primerjali s predhodnimi študijami, ki prikazujejo sanitarno kakovost kopalne vode na slovenski obali (Malačič in sod., 2000; Turk in Potočnik, 2001; Turk in sod., letna poročila). REZULTATI ANALIZE FEKALNIH KOLIFORMNIH BAKTERIJ V VZORCIH REČNIH VODA Spodnja slika (Slika 5) prikazuje število prisotnih fekalnih koliformov v 100ml vzorca rečne vode v različnih sezonah (zima, pomlad, poletje) in dokazuje, da so vse reke onesnažene s fekalnimi koliformnimi bakterijami. Vse reke, razen Drnice so v letu 2007 presegale mejne vrednosti FK določene v slovenski zakonodaji (2000/100ml). 23
Slika 5: Rezultati bakteriološke analize sezonskih meritev (16. februar, 17. maj, 22. avgust) v letu 2007 za fekalne koliformne (FK) bakterije (n/100ml) v ustju in spodnjem toku reke Rižane (0ERI, 00RI), v spodnjem toku rek Badaševice (00BA), Drnice (00DN) in Dragonje (00DR) in podana mejna vrednost (MEV) določena v slovenski zakonodaji za fekalne koliforme v rekah Rezultati bakteriološke analize sezonskih meritev v spodnjem toku rek, ki se izlivajo v slovensko obalno morje, so podani v Prilogi B: Tabela a. Iz dobljenih rezultatov v mesecu februarju lahko povemo, da je bila najbolj fekalno onesnažena reka Rižana ob izlivu v morje (0ERI). Delno prečiščene odpadne vode komunalne ČN Koper se izlivajo direktno v spodnji tok reke. S fekalnimi vodami je bila obremenjena tudi reka Badaševica. Dragonja in Drnica pa sta najmanj fekalno onesnaženi reki, glede na stopnjo kontaminacije. Vrednosti FK so bile v rekah v mesecu februarju visoke. Rezultati majskega vzorčevanja kažejo, da se je kot najbolj fekalno onesnažena izkazala reka Rižana, tako v vzorčevanju pred čistilno napravo (00RI: 5000/100ml), kot tudi po njej (0ERI: 3800/100ml). Ostale sladke vode so imele dokaj nižje, sprejemljive vrednosti (manj kot 800/100ml). Za avgustovsko vzorčenje lahko na splošno povemo, da so bile vrednosti FK v vseh štirih rekah visoke, glede na prejšnja vzorčenja (pozimi, spomladi). V poletnem času so pretoki rek nizki, zato se fekalni koliformi zadržujejo v vodotoku in tako beležimo visoko fekalno onesnaženost rek. Za ta čas so meritve pokazale, da je najbolj onesnažena s fekalnimi koliformi rečica Badaševica (72000/100ml) in Rižana (14600/100ml). Reki Dragonja in Badaševica sta v poletnem času imeli, v primerjavi s prejšnjimi sezonskimi meritvami (Priloga A), najvišje dosedaj zabeležene koncentracije fekalnih koliformnih bakterij v zadnjih devetnajstih letih. Viri iz preteklih let pričajo, da so sladkovodni pritoki rek (00RI, 00BA, 00DN in 00DR) onesnaženi s fekalnimi koliformnimi bakterijami, še posebej Badaševica in Rižana (Turk in sod., letna poročila). To dokazuje tudi naša opravljena analiza. Stopnja fekalnega onesnaženja znotraj Koprskega in Piranskega zaliva in smer širjenja je odvisna predvsem od vremenskih (temperatura, jakost in smer vetra, količina padavin), hidroloških (vodostaj, pretok) in oceanografskih razmer (plimovanja, tokovi, ). Na stopnjo fekalnega onesnaženja vplivajo tudi svetloba, ph, predacije in antagonistični učinki mikroorganizmov. Rezultati sezonskih vzorčenj se zelo razlikujejo. To lahko pripišemo izrednim vremenskim 24
razmeram in različnim pretokom rek v posameznem mesecu vzorčenja. V času majskega vzorčenja skoraj mesec dni ni deževalo, medtem ko smo imeli v mesecu februarju in avgustu veliko več padavin, predvsem so bile obilne v februarju. REZULTATI ANALIZE FEKALNIH KOLIFORMNIH BAKTERIJ V VZORCIH MORSKE VODE Rezultati vzorčevanja morske vode so prostorsko podani na merilnih mestih vzdolž slovenske obale (Slika 7, Priloga B: Tabela a) ter na transektu od ustja reke Rižane do notranjosti Koprskega zaliva (Slika 8, Priloga B: Tabela b). Rezultati mikrobiološke analize na merilnih mestih v Koprskem zalivu (v neposredni bližini Luke Koper), v Izoli, v Piranskem zalivu in na referenčni postaji so v mesecu februarju pokazali fekalno onesnaženost. Merilno mesto v Piranskem zalivu (00MA) kaže na razmeroma dobro sanitarno stanje. Glede na eno merilno mesto v Piranskem zalivu ne moremo trditi, da ima pri tem vlogo delovanje podvodnega izpusta ČN Piran, ki je od obale oddaljen 3,5 km. Na podlagi opravljenih študij lahko to le sklepamo (Mozetič in sod., 1999; Turk, 2003b). Rezultati meritev v Izoli (00C2, 00C4) pa kljub neurejenemu čiščenju komunalnih odpadnih voda niso bili zaskrbljujoči. Visoke so se izkazale vrednosti FK na merilnem mestu 000K (1244/100ml) v notranjosti Koprskega zaliva. Vzorci morske vode so bili odvzeti v času visokega pritoka reke Rižane oz. v obdobju obilnega dežja, kar lahko pomeni, da so odpadne vode ČN Koper, ki se izlivajo direktno v reko, ta pa v Koprski zaliv, segale tudi v notranjost zaliva. Tudi predhodne analize prostorske porazdelitve fekalnih koliformov so pokazale občasno povečanje koncentracij bakterij 1,5 km daleč od iztoka zaradi širjenja odpadne vode s tokom v Tržaškem zalivu (Mozetič in sod., 1999). Z našimi meritvami smo pokazali, da imajo reke pomembno vlogo pri prenosu fekalnih koliformnih bakterij v obalno morje. Spodnja slika (Slika 6) prikazuje izgled zraslih kolonij na gojišču pri filtraciji morske vode. Slika 6: Izgled zraslih kolonij na gojišču pri filtraciji morske vode (slika levo ponazarja vzorec zajet v Koprskem zalivu in vzorca zajeta v Izoli; slika desno ponazarja vzorce zajete v Piranskem zalivu) (16. februar 2007) 25
Vzorci morske vode v spomladanskem času (maj) so pokazali dobre rezultate (<1/100ml) glede na mejne vrednosti FK podane v zakonodaji (500/100ml) in lahko rečemo, da je bila v tem času morska voda sanitarno sprejemljiva (Slika 7). V poletnem času (avgust) smo beležili manjše vrednosti FK vzdolž slovenske obale. To lahko pripisujemo nizkim pretokom rek, ki se izlivajo v obalno morje. Številne predhodne študije v obalnih morjih so pokazale, da daljši dnevi in večja svetlobna intenziteta (UV žarki) v poletnih mesecih, vplivajo na odmiranje mikroorganizmov prinesenih v morsko okolje. Nekoliko višja vrednost (toda vselej sprejemljiva), ki se je v tem času pojavila, je bila na merilnem mestu 00C4 (40/100ml). Rezultati indikatorskih mikroorganizmov so pokazali, da je njihovo število odvisno od vremenskih razmer ter od letnega časa vzorčevanja. Na Sliki 7 in Sliki 8 so numerični podatki podani kot logaritmi števila FK (n/100ml) vzorca morja oz. somornice. Na Sliki 7 se zeleni stolpci nanašajo na februarska, modri pa na avgustovska vzorčevanja. Slika 7: Prostorska razporeditev fekalnih koliformnih bakterij (FK) na dan 16. februarja in 22. avgusta 2007 (vzorčenje v mesecu maju je bilo sanitarno sprejemljivo) 26
Reka Rižana je fekalno zelo onesnažena, zato smo posebej določali tudi sanitarno kakovost Koprskega zaliva. Zaskrbljujoči so rezultati mikrobiološke analize na transektu od ustja reke Rižane vse do notranjosti Koprskega zaliva. Vzorčevanje je potekalo v mesecu avgustu in septembru. Tako v avgustu, kot v septembru smo beležili visoke vrednosti fekalnih koliformov. V tem času se poveča tudi prebivalstvo na račun turizma in s tem obremenitev morja s fekalnimi odplakami. Velike količine vnosov fekalnih koliformov s kopnega (ČN) v reko Rižano obremenjujejo notranjost Koprskega zaliva. Število bakterij, z oddaljenostjo od izliva odpadne vode ČN Koper, hitro pojema. To je razvidno iz Slike 8 (od merilnega mesta 2 horizontalno proti merilnemu mestu 7). Na nekaterih merilnih mestih je število fekalnih koliformov doseglo nepričakovano visoke koncentracije (Priloga B: Tabela b). Pritok reke Rižane in severni (ankaranski) razbremenilnik, sta zaradi izpustov centralne ČN Koper (CČN) in ankaranske čistilne naprave (AČN) fekalno zelo onesnaženi. Onesnažene vode se širijo v luški akvatorij in v celotno ankaransko pribrežno morje (Slika 8). Onesnaženost Koprskega zaliva nam kaže tudi vzorec merilnega mesta (000K) pri februarskem vzorčevanju (Slika 7). Rezultati preizkusov morske vode kažejo na neprimernost vode za kopanje, kadar znaša število koliformnih bakterij fekalnega izvora več kot 500/100 ml vzorca vode (Tabela 4). Spodnja slika prikazuje razporeditev fekalnega onesnaženja v Koprskem zalivu. Sanitarne neoporečne postaje, kjer bakterijske populacije ne presegajo več kot 100 fekalnih koliformnih bakterij v 100ml vzorca vode (100/100ml), so označene s simbolom OK. Črni stolpci prikazujejo avgustovska vzorčevanja, modri pa septembrska vzorčevanja. Slika 8: Prostorska razporeditev fekalnih koliformnih bakterij (FK) v ustju reke Rižane in v notranjosti Koprskega zaliva, na dan 22. avgusta in 21. septembra 2007 27