5. Vízmin ő ség-védelem gyakorlati oktatása projektmódszerrel - A Kisvízfolyások
5.2 A Kisvízfolyások szennyez ő anyag terhelése projekt moduljai
5.2.1 A Kisvízfolyások szennyez ő anyag terhelése projekt „Él ő víz - természetes vízi
Kisvízfolyások szennyezőanyag terhelése I. Élővíz - Természetes vízi
ökoszisztéma II. Szennyvízbevezetés vízminőséget meghatározó szerepe
III. Mezőgazdasági tevékenységek hatása a
víz minőségére
IV. Urbanizációs folyamatok hatásai Vízgyűjtőfeltárás Szennyvíz keletkezése,
összetétele Állattartás környezetszennyező
hatása
Az urbanizáció folyamata és hatásai
Ökológiai vízminősítés a makrogerinctelenek
vizsgálata alapján
Szennyvíztisztítás Növénytermesztés vízminőséget veszélyeztető hatása
Mederrendezés hatásai
Ökológiai vízminősítés a makrovegetáció vizsgálata
alapján
A tisztított szennyvíz
hatása a befogadóra Ökológiai gazdálkodás Csapadékvíz-gazdálkodás 16. táblázat. A Kisvízfolyások szennyezőanyag terhelése c. projekt modulegységei
5.2.1 A Kisvízfolyások szennyezőanyag terhelése projekt „Élővíz - természetes vízi ökoszisztéma” modulja (I.)
A felszíni víz a vízi-élőlények élőhelye, az élet nélkülözhetetlen eleme. Ez az élőhely egy összetett, bonyolult kölcsönhatásokkal jellemezhető rendszer része, melyben a környezeti tényezők közvetlen, vagy közvetett hatása alakítja a minőségét. Ezek a hatások származhatnak magából a víztérből, vagy a vízfolyáshoz szervesen hozzátartozó, a medret kísérő ökológiai sávból, illetve a vízgyűjtőterületéről, mely a vízfolyásnak egy olyan lehatárolható térrészlete, amelyről a csapadékvizek a felszínen, vagy a felszín alatt a vízfolyás medre felé lefolynak, leszivárognak. E kölcsönhatások rendszerében világossá válik, hogy a vízi környezet biotikus és abiotikus elemekből
82 tevődik össze, nem korlátozódhat csak a vízfolyásra, hanem kiterjed a felszíni és felszín alatti áramlások útvonalaira is. Ez a vízi környezet rendszerszemléletű megközelítésének az alapja.
(JOLÁNKAI 1999:5.o.) Amikor egy kisvízfolyás minőségi állapotát szeretnénk feltárni annak egész vízgyűjtő területéről szükséges adatokat gyűjtenünk. Ez a vízgyűjtőfeltárás folyamata, melynek legfontosabb része a helyszíni, terepi szemle, és vizsgálat.
A vízgyűjtő terület ökológiai szempontból több tényezővel is jellemezhető. A 11. számú mellékletben található 1. táblázat a vízgyűjtő terület statikus és dinamikus jellemzőit foglalja össze, melyek vizsgálata, megfigyelése szükséges a vízgyűjtőterület feltárása kapcsán.
A vízfolyások természetes állapotát a különböző vízfelhasználások megváltoztatják, minőségük az antropogén szennyezések következtében romlik, akár olyan mértékben is, ami már veszélyt jelent élővilágára. Az élőlények már bármilyen kis változásra reagálnak, hiányukkal, vagy jelenlétükkel, fizikai, kémiai tulajdonságuk megváltoztatásával valamely környezeti tényezőt, vagy annak változását jelzik. Ez a jelenség, a bioindikáció a környezet és az élőlény közötti szoros kapcsolat következménye.
Az élőlények tehát indikátorszervezetek és ennél fogva a vízminőség egyértelmű mutatói. A folyamatosan és rendszeresen végzett bioindikációs vizsgálatok, a kapott adatok kiértékelése tartozik a biomonitoring fogalmi meghatározásába. Ezek a vizsgálatok olcsón, egyszerűen elvégezhetők, de csak közelítő eredményt adnak, viszont ez elegendő a terület jellemzéséhez az esetleges további vizsgálatok célirányos elvégzéséhez. A terepi vízgyűjtőfeltárás munkafolyamatába célszerű beilleszteni a bioindikációs vizsgálatokat, melyek a flóra és fauna irányába is kiterjednek. Ezek a vizsgálatok alkotják a VKI szerinti ökológiai vízminősítés kiemelt csoportját. A VKI szerinti ökológiai vízminősítés csoportjait és a vizsgált paraméterek körét az értekezés 11. számú mellékletének 2.
táblázata szemlélteti.
A modulhoz kapcsolódó kihívások és problémák
A modul központi problémája, hogy a felszíni vizek ökológiai minősítése annak ellenére, hogy a VKI kiemelt jelentőséget tulajdonít neki, még bevezetését követő, több mint 10 év múlva is több bizonytalanságot, hiányosságot tartalmaz. Köztudatban való elterjedéséről még kevésbé beszélhetünk, a mindennapi életnek nem vált még szerves részévé, melynek oka leginkább az ökologikus gondolkodás hiánya. Nincsenek határértékek és olyan szabványosított, egységes biológiai minősítő és értékelő rendszer, mely nemzetközi viszonylatban is lehetővé tenné az összehasonlító elemzést. Még országon belül is több változata alkalmazott pl. a makrogerinctelenek vizsgálatára épülő biológiai minősítésnek. Ezen belül a következő részproblémák fogalmazhatók meg:
• Az ökológiai minősítés módszertana nem egyértelműen meghatározott.
• A biológiai elemek referenciaértékei hiányosak.
• A VKI statikus szemléletű, nem veszi figyelembe a fejlődés lehetőségét. Egy adott természetes állapothoz viszonyít, és nem veszi figyelembe, hogy az emberi hatás megszűnésével az ökoszisztéma nem áll vissza a természetes állapotába. Egy új megváltozott állapot jön létre.
• A VKI a biológiai jellemzők között a vízben élő lágyszárú növények vizsgálatát írja elő, pedig a víz ökológiai állapotára a vízparti növényzet közvetlen hatást gyakorol.
• A vízbe jutó szennyezőanyagok elpusztítják a vízi és a vízparti élőlényeket.
• A vízgyűjtőfeltárás adatai nélkül a vizsgált kisvízfolyás állapotértékelése nem végrehajtható.
• A környezetmérnök alapképzésben egyáltalán nincs, vagy minimális számban valósul csak meg a külső terepi gyakorlat.
A modul célja, megismerni a vízgyűjtőterületet, a biológiai jellemzőket, a patak minőségét és az élővilágát befolyásoló hatásokat.
A modulon belül megfogalmazott problémák megoldásához és a célkitűzés megvalósításához a modult modulegységekre bontottam, az egyes modulegységekhez, mint részproblémák megoldásához terveztem meg a tartalmat, a kapcsolódó feladatokat. A projekt módszertani útmutatóját jól áttekinthető, táblázatos formában az értekezés 12. számú melléklete tartalmazza.
83 I. Példák a „Élővíz – természetes vízi ökoszisztéma” modul gyakorlati kivitelezésére (12.
számú melléklet I. modul táblázat)
A projektben részt vevő hallgatók első közösen végrehajtandó feladata, hogy elkészítsék a vízszennyezések fogalomtérképét, melynek célja az előzetes tudás felmérése. A már meglévő ismereteik alapján egy központi témához (vízszennyezés) rendelnek hozzá azzal kapcsolódó kulcsfogalmakat, ezáltal meghatározzák azokat a kisebb részegységeket, kutatási területeket, melyek a modulok, illetve az azon belüli modulegységek. Ezekből választhatnak majd kutatási témát érdeklődésüknek megfelelően, így létrehozva a projekt modulcsoportjait és azon belül az egyéni feladatok végrehajtását igénylő modulegységeket.
Egy szemléletes grafikus ábrán a fő témák a központból ágaznak ki, tartalmaznak egy fő kulcsfogalmat, majd az ahhoz kapcsolódó elágazásokon az adott témához rendelhető kisebb alegységek jelennek meg. Az elkészült fogalomtérkép az új ismeretek már meglévő ismeretek közé történő beillesztésére nyújt lehetőséget. A fogalmak közötti logikai kapcsolatok az ok-okozati összefüggések meglátását segítik, ily módon a rendszerszemlélet fejlesztését szolgálják.
1. feladat: önállóan gyűjtsék össze és írják fel egy lapra azokat a fogalmakat, melyek a vízszennyezés kapcsán eszükbe jut. A feladat végrehajtására 10 perc áll rendelkezésre.
2. feladat: az összegyűjtött fogalmak kisebb alegységekbe, csoportokba való közös beillesztése, a fogalmak közötti kapcsolatok meglátása. A projektvezető tanár felírja a tábla közepére a
„vízszennyezés” szót, majd a hallgatók által felsorolt fogalmakat feljegyzi. Az ezt követő beszélgetés, vita alapján közösen hozzák létre a fogalomtérképet.
3. feladat: alkossanak munkacsoportokat a fogalomtérkép alapján megjelenő modulokra, mindenki saját érdeklődésének megfelelően válassza ki, melyik modulban szeretne dolgozni.
4. feladat: fogalmazzanak meg a modulcsoportokon belül az adott témához kapcsolódó problémákat.
A VKI az ökológiai vízminőségi állapot meghatározását helyezi előtérbe, mivel a vízi ökoszisztéma megfelelő működése a fenntartható vízgazdálkodás alapját képezi. A vízi élőlények különbözőképpen reagálnak a szennyezésekre, ennek ismeretében következtethetünk a szennyezőanyag típusára, forrására. A modulon belül végrehajtott feladatok célja, hogy ezeket feltárják és konkrét mérési eredmények alapján következtetéseket vonjanak le a kisvízfolyás biológiai minőségéről, a benne található élőlényekről.
I./1 Első modulegység: Vízgyűjtőfeltárás
1. feladat: A kisvízfolyás vizsgálata a vízgyűjtőterület ismeretét feltételezi. Ehhez a szükséges adatokat szakirodalom és térképek segítségével lehet megkeresni. A vízgyűjtőterület lehatárolásához egy domborzati térkép szükséges. Keressen szakirodalmakat, gyűjtsön adatokat a vizsgált vízgyűjtőterületről, adja meg a vízgyűjtőterület határait és tervezze meg a megismerését szolgáló terepi bejárást.
2. feladat: A dokumentálást a terepen készített fényképek nagymértékben elősegítik, az írásbeli beszámolókat látványossá és érthetővé teszik. Szervezzenek közös gyalogos túrát a vizsgált kisvízfolyás vízgyűjtőterületének megismerésére, közösen járják be a terepet és készítsen fényképeket az adott területről. Figyeljék meg és jegyezzék fel azokat a műtárgyakat, befolyásokat, mellékfolyásokat, emberi beavatkozásokat, melyek a víz természetes állapotát befolyásolhatják. A fényképeket gyűjtsék össze és rendezzék el egy fotóalbumban, pontosan megnevezve a fotón látható szelvény helyét és a fényképezés dátumát. Gyűjtsön adatokat a mederjellemzőkről és a vízhasználatokról.
3. feladat: A víz minőségét a vízgyűjtőterület, elsősorban a meder anyaga, kőzete határozza meg.
Szakirodalom segítségével tárja fel és mutassa be a vízgyűjtőterület geológiai jellemzőit.
4. feladat: A vízminősítési folyamatban egy előzetes vizsgálati adatsorhoz viszonyítva tudjuk eldönteni, hogy a vízfolyás állapota hogyan változott. Ehhez szükségesek tehát korábbi vizsgálatok eredményei, jegyzőkönyvei. Gyűjtsön vizsgálati adatokat és azok elemzésével,
84 valamint közvetlen tapasztalatai alapján készítsen vizsgálati tervet a kisvízfolyás minősítésére vonatkozóan. A fontos paraméterek: mit, hol és miért kellene vizsgálni.
5. feladat: A hazai vízgazdálkodás feladatait egyértelműen meghatározza a 2010-ben elfogadott Vízgyűjtő-gazdálkodási Terv. Bemutatja hazánk vízminőségével kapcsolatos helyzetét, és meghatározza azokat a feladatokat melyek végrehajtása szükséges a kitűzött jó állapot eléréséhez. Tanulmányozza a VKI szerinti vizsgálat eredményeit és feladatait, keressen benne a kisvízfolyásra vonatkozó meghatározásokat, és ezek alapján adja meg a kisvízfolyás VKI szerinti besorolását.
6. feladat: Közösen készítsenek power point bemutatót, amelyben ismertetik a többi hallgatóval a kutatásuk során kapott eredményeket.
7. feladat: A vizsgálati eredmények megjelenítéséhez és az összefüggések felfedezéséhez készítsen a kisvízfolyásról áttekintő térképet.
Ajánlott irodalom:
- Stelczer K.: A vízkészlet-gazdálkodás hidrológiai alapjai ELTE Eötvös Kiadó 2000, 11.
fejezet: A lefolyás
- Budai-hegység és Pilis Visegrádi-hegység turistatérképe (2005). Cartographia Kft., Budapest - Dr. Rübl J.: A pilisvörösvári medence geomorfológiája disszertáció
http://fogarasy.freeweb.hu/Rubl.htm
- Országos Vízgazdálkodási Terv, közreadja: Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság – http://vizeink.hu/files2/Orszagos_VGT.pdf (2011 december)
- http://www.vizeink.hu/files/vizeink.hu_0527_1-9_alegyseg_kozep_dona.pdf
- Dukay I.: Kézikönyv a kisvízfolyások komplex vizsgálatához Göncöl Alapítvány és Szövetség 2000. - 9. fejezet: A vízgyűjtőterület jellemzése
I./2 Második modulegység: Ökológiai vízminősítés a makrogerinctelenek vizsgálata alapján
1. feladat: A víz állapota meghatározza a benne élő élőlények fajtáját, előfordulását, mennyiségét. Minél tisztább egy víz, annál nagyobb a biodiverzitása. Tanulmányozza a kisvízfolyások élővilágát szakirodalom segítségével, mutassa be a víz minőségi változásának hatását az élővilágra. Egy power point előadás formájában mutassa be a többieknek is a kisvízfolyások élőlényeit és életfeltételeit.
2. feladat: Az ökológiai vízminősítés során a biológiai, fizikai-kémiai és a hidromorfológiai jellemzők meghatározását kell elvégezni. Szakirodalom segítségével elemezze a biológiai vizsgálatokat, mit, miért, milyen rendszerességgel kell ellenőrizni, mérni.
3. feladat: Mutassa be a kisvízfolyás biológiai állapotát a kijelölt szelvényekben a makrogerinctelen élőlények BISEL módszerrel történő vizsgálati eredményei alapján. Készítse el a terepi jegyzőkönyvet, rögzítse benne a mért adatokat. Használja a BISEL szabványos jegyzőkönyvét. Egészítse ki a biológiai vizsgálatot a jegyzőkönyvben megtalálható alap fizikai-kémiai elemekkel – hőmérséklet, oldott oxigén,vezetőképesség, nitrát-ion, nitrit-ion, ammónium-ion, pH, keménység.
4. feladat: A hazai vízgazdálkodásban a biológiai minősítésnél többféle makrogerinctelen vizsgálati eljárást is alkalmaznak. Hasonlítsa ezeket össze és adjon javaslatot, hogy melyiket javasolná a jövőben egységes bevezetésre. Tárja fel a BISEL vizsgálat hiányosságait, egészítse ki olyan jellemzőkkel melyet a jövőben fontosnak tartana a biológiai vizsgálatokhoz.
5. feladat: Készítsen makrogerinctelen határozót, mely a jövőben megkönnyíti a terepi vizsgálatokat.
Ajánlott irodalom:
- Dukay I.: Kézikönyv a kisvízfolyások komplex vizsgálatához Göncöl Alalpítvány és Szövetség 2000. - 3. fejezet: A makrogerinctelen élőlények, 12. fejezet: Bioindikáció, biomonitoring, 13. fejezet: kémiai vizsgálatok
- Kriska Gy.: Az édesvizek és védelmük Műszaki Könyvkiadó 2003. V. fejezet - Woynarovich E.: Vízi környezetünk védelme Agroinform Kiadó Bp.2007
- Borián – Borsos - Hartner – Vér: Vízbiológiai praktikum Agrárszakoktatási Intézet Bp. 2001.
- Tanári segédlet a „Bioindikáció az iskolai oktatásban” környezetvédelmi országos akcióprogramhoz Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium 2004.
85 - Bodáné Kendrovics R.: Környezeti elemek védelme I. főiskolai jegyzet 2009. 4.3.2 fejezet:
Biológiai vízminősítés
- Szilágyi F. (2007): Mérnökökológia felkészülési anyag BME Építőmérnöki Kar 6. fejezet:
Vizes élőhelyek 101-120.o.
- www.bisel.hu
I/3 Harmadik modulegység: Ökológiai vízminősítés a makrovegetáció vizsgálata alapján
1. feladat: A vízparti zonalitás vizsgálatát a VKI nem írja elő kötelezően, de a magyar gyakorlatban beépítették a biológia jellemzők közé, mert egyértelműen meghatározza a kisvízfolyás minőségi állapotát. Adja meg a fogalom jelentését és gyűjtsön korábbi vizsgálati adatokat a vizsgált területről.
2. feladat: Jelöljön ki egy hosszszelvényt és figyelje meg, rögzítse jegyzőkönyvbe, hogy milyen növényeket látott és ez alapján következtessen a vízfolyás állapotára. Határozza meg a borítottságot és az árnyékoltságot is.
3. feladat: A terepi munkát és a vízfolyás minőségének változást nyomon követő ismétlődő vizsgálatokat segítené a jövőben egy makrovegetáció határozó. Készítsen színes, a terepen jól használható speciálisan a kisvízfolyásra jellemző növényzet bemutatásából álló növényhatározót, melyben a vízparti és a meder makrofitonjai is megtalálhatók.
Ajánlott irodalom:
- Dukay I.: Kézikönyv a kisvízfolyások komplex vizsgálatához Göncöl Alalpítvány és Szövetség 2000. - 2. fejezet: Vízi-. Vízparti növények, 9. fejezet: A vízgyűjtőterület jellemzése, 12. fejezet: Bioindikáció, biomonitoring
- Pomogyi P. és Szalma E. (2003): A fenntartható vízgazdálkodás tudományos megalapozása az EU Víz Keretirányelv hazai végrehajtásának elősegítésére: A makrofita minősítés kérdései. - MTA Vízgazdálkodási Kutatócsoport, Témabeszámoló háttéranyaga, kézirat
- Kriska Gy.: Az édesvizek és védelmük Műszaki Könyvkiadó 2003. V. fejezet
- Bodáné Kendrovics R.: Környezeti elemek védelme I. főiskolai jegyzet 2009. 4.3.2 fejezet:
Biológiai vízminősítés
A modulhoz kapcsolódó tudományterületek
A „Élővíz-természetes ökoszisztéma” c. modul egységein belül megfogalmazott feladatok végrehajtása során a következő tudományterületek integrációja valósul meg a vizsgált egyetem tantervében szereplő tantárgyakat figyelembe véve:
Ökológia Biológia Geológia
Természetvédelem Tájvédelem
Környezetjogi ismeretek Környezetgazdálkodás Informatika
Környezeti mérések és monitoring Analitikai kémia
Környezeti elemek védelme I. -Vízminőség-védelem
5.2.2 A Kisvízfolyások szennyezőanyag terhelése projekt „Szennyvízbevezetés vízminőséget