1. Uvod

Značaj vode za ljude, za sav živi svet, za ekosistem, za planetu kao celinu, veoma je veliki i

mnogostruk počev od toga da je voda uslov života, pa do mnogih drugih funkcija. Prema tome voda je:

osnova života i medijum odakle je život potekao, neophodna namirnica za kompletnu biocenozu

uključujući i čoveka, izvor hrane i neophodnih minerala, predmet rada i sredstvo za rad, sredina za

mnoge žive organizme, izvor energetskih resursa, mesto rekreacije. Najvaznije od svega je da je uslov

opstanka života. Prema podacima Svetske zdravstvene organizacije, danas je već kritična situacija sa

rezervama čiste vode i to kako stajaćih i tekućih tako i podzemnih voda koje se koriste za piće.1

Prirodne vode su složeni rastvori različitih jedinjenja. Pod hemijskim sastavom prirodnih voda

podrazumeva se složeni sistem rastvorenih gasova, različitih mineralnih soli i organskih jedinjenja. Po

svom hemijskom sastavu prirodne vode su veoma različite. Ta raznolikost je uslovljena ne toliko

kvalitativnim sastavom hemijskih elemenata i koncentracijom rastvornih jedinjenja, već odnosom

komponenata i različitim oblikom u kojima se one nalaze u prirodnim vodama. Rastvoreni gasovi se u

prirodnim vodama nalaze u vidu molekula ili hidratisanih jedinjenja, a mineralna i organska jedinjenja u

obliku pravih ili koloidnih rastvora.1

Pod kvalitetom vode podrazumeva se stanje vodenog sistema, izraženo preko fizičko-hemijskih,

hemijskih i bioloških pokazatelja, kako u vodi tako i u sedimentu (talogu, mulju). Promena kvaliteta

vode nastaje kao posledica endodinamičkih, ali sve češće i antropogenih sukcesija.

Pod zagađivanjem voda podrazumeva se svaka kvalitativna i kvantitativna promena fizičkih i

bioloških svojstava i sastava vode. Zagađenje se može kategorisati i kao: urbano, industrijsko,

poljoprivredno itd.

Sve komponente hemijskog sastava prirodnih voda uslovno možemo podeliti u pet grupa:

glavni ili makroelementi,

rastvoreni gasovi,

biogeni elementi,

mikroelementi i

organska jedinjenja.

3

Pored ovih komponenti, prirodne vode mogu da sadrže i druge sastojke koji u vodu dospevaju na

različite načine (teški metali, policiklični aromatični ugljovodonici, PAU, odnosno PAHs, deterdženti,

pesticidi i druge toksične supstance).

Kvalitet vode zavisi od koncentracije gore navedenih komponenti. Povećane koncentracije nekih

od komponenata mogu dovesti do neželjenih posledica po zdravlje gotovo svih živih bića na svetu, što

naravno uključuje i čoveka.1

2. Aromatična ugljovodonici

Da bi govorili o uticaju aromatičnih ugljovodonika na životnu sredinu i o posledicama

kontaminacije vode ovim jedinjenjima, treba najpre nešto reći o njihovoj strukturi i hemijskim sastavu i

osobinama.

2.1. Struktura aromatičnih ugljovodonika

Aromatični ugljovodonici predstavljaju posebnu grupu ugljovodonika i oni se hemijski razlikuju

od zasićenih i nezasićenih ugljovodonika.

Njihova osnovna karakterisika je benzenov prsten, na osnovu čega se mogu smatrati derivatima

benzena.

4

Benzenov prsten se sastoji iz tri konjugovane dvostruke veze (Slika 1.).

Slika 1. Benzenov prsten

Benzen je bezbojna tečnost specifičnog mirisa. Zapaljiv je i gori čađavim plamenom, što je

karakteristika svih aromatičnih jedinjenja.

Benzen i njegovi homolozi su slabo polarni, nerastvorni u vodi, rastvorni u nepolarnim rastvaračima kao

što su alkohol, etar, ugljentetrahlorid, itd.2

Dva ili više benzenovih prstenova mogu biti vezani prostom vezom u jedinjenjima kao što su

bifenil, terfenil, itd. (Slika 2.).

terfenilbifenil

Slika 2. Bifenil i terfenil

Aromatični prstenovi mogu biti spojeni i preko zajedničkih ugljenikovih atoma – kondenzovani

prstenovi (Slika 3.).

5

5

6

7

naftalen antracen fenantren

5 10 4 1 1046

7

88a 8a

8

7

9 12

44a

4b 8

610a 34a 2

3 8a

910a

1

2

34a

Slika 3. Policiklični aromatični ugljovodonici, PAU (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs),

primeri

3. Kontaminacija teškim metalima i policikličnim aromatičnim ugljovodonicima

Rapidna ekspanzija i ubrzan razvoj hemijske industrije u XX veku, posebno u poslednjih 30

godina, uslovili su i povećanje količine i kompleksnosti toksičnih otpadnih materija.2

Zagađujuće materije iz urbanih sredina dospevaju u vodotokove iz tri opšta izvora:

1. odvoda sa gradskih ulica,

2. privrede i

3. domaćinstava.

Mogu se podeliti u dve osnovne grupe:

Potencijalno toksični elementi (PTEs): kadmijum (Cd), Hrom (Cr), bakar (Cu), živa (Hg), nikl

(Ni), olovo (Pb) i cink (Zn),

Dugotrajne organske zagađujuće supstance: pesticidi (aldrin, dieldrin, hlordan, toksafen, mireks,

endrin, heptahlor, heksahloro benzen, HCB, hlorodekan, dihloro-difenil-trihloroetan, DDT,

heksabromo-bifenil i heksahloro cikloheksan, HCH), industrijske hemikalije (polihlorovani

6

bifenili, PCBs i heksahloro benzen, HCB) i nus-proizvodi industrijskih procesa (polihlorovani

dibenzo-p-furani, PCDFs i policiklični aromatični ugljovodonici, PAHs)

Dugotrajne organske zagađujuće supstance u urbanim vodama uglavnom potiču od atmosferskog

taloženja i oticanja sa ulica. Izduvni gasovi od saobraćaja i iz industrijskih pogona predstavljaju glavnu

količinu ispuštenih PAH-ova u životnu sredinu.

Proizvodnja hrane takođe predstavlja značajan i često potcenjen izvor nekih PAH-materija. Svi

ovi zagađivači se talože na zemljištu i njihova ponovna mobilizacija, usled isparavanja i spiranja je

kritičan mehanizam kruženja zagađenja u životnoj sredini.2

3.1. Kontaminacija sedimenata teškim metalima i PAH-ovima

Poznato je da sediment i procesi koji se odvijaju u njemu imaju veliki značaj za kvalitet vode u

nekom jezeru,reci, potoku. U njemu se deponuju mnoge materije, a od velike važnosti su teški metali,

kao i biogene soli koje predstvaljaju značajan izvor ovih nutrijenata, čak i u situacijama kada se ograniči

njihov unos preko pritoka, ili sa okolnog zemljišta koje se intenzivno obrađuje.3

Generalno, povećanje urbanizacije i izgradnja puteva podstice dospevanje teških metala,

policikličnih aromatičnih ugljovodonika i drugih zagađujućih materija u životnu sredinu, a samim tim

dolazi i do kontaminacije potoka i reka u urbanim sredinama.

Povećanje urbanizacije i saobraćaja uticalo je znatno na povećanje zagađenja metalima, ali je

primećeno da čak i kada se saobraćaj smanji, broj članova porodice makrobeskičmenjaka se smanjuje za

50%.3

7

3.2. Procena pomoću makrobeskičmenjaka

Antropogene aktivnosti se pojačavaju neprekidno što često ima negativan uticaj na vodene

ekosisteme. Zagađenje sedimenata teškim metalima, које proističe iz gradskog okruženja, vrši štetan

uticaj na slatkovodne beskičmenjake posebno zbog nestanka vrsta osetljivih na metale kao što su

Ephemeroptera (mayfly – vodeni cvet), Plecoptera (stonefly - geljavac) i Tricoptera (caddisfly - žižak).

Dolazi i do akutnih histopatoloških oštećenja i hroničnih oboljenja kod ribljih vrsta.4

U radu: Assessment of heavy metal and PAH contamination of urban streambed sediment on

macroinvertebrates, Gary Beasly and Pauline E.Kneale, Water, Air and Soil Pollution: Focus: 4, 563-

578, 2004, definiše se spektar oštećenja makrobeskičmenjaka koji obitavaju u sedimentima poreklom iz

urbanih i industrijskih područja. Kao oblasti uzorkovanja sedimenata bila su odabrana 62 mesta širom

Jorkšira u Velikoj Britaniji radi ispitivanja uticaja teških metala, PAH-ova i staništa na porodice

makrobeskičmenjaka pomoću pCCA (Partial Canonical Correspondence Analysis). U industrijskim

oblastima i blizu autoputeva dolazi do opadanja broja makrobeskičmenjaka, ali isti uticaj imaju i vode iz

odvoda sa ulica, stambenih oblasti, parkinga.4

Teški metali Zn i Ni su bili najprisutniji bez obzira na vreme uzorkovanja, dok je Cu na ovim

mestima bio manji od kritične količine. Rezultati se slažu sa već prijavljenim u drugim studijama u

kojima su porodice, uglavnom iz zajednica Ephemeroptera (mayfly – vodeni cvet), Plecoptera (stonefly -

geljavac) i Tricoptera (caddisfly - žižak) pokazale netoleranciju na zagađenje metalima na taj način što

nisu bile prisutne u potocima koji su kontaminirani teškim metalima. Ipak, unutar svake od ovih

zajednica, continuum osetljivosti je evidentan.4]

Monitoring sedimenata na 62 lokaliteta od seoskih do gradskih i industrijskih lokacija, bio je

jedinstvena prilika da se uoči razlika u uslovima koji omogućavaju povećanje kruga zagađenja na

lokacijama koje su manje očigledno 'rizične' sa, mestima gde se očekuju visoke kontaminacije, na

primer, u industrijskim oblastima i na spojnicama autoputeva, kao i da se ovi rezultati uporede. Da bi se

uočili odnosi između pojedinih porodica makrobeskičmenjaka i određenih metala i PAH-zagađivača,

korišćena je pCCA-analiza (Partial Canonical Correspondence Analysis, parcijalna kanonična

korespondentna analiza). Pokazalo se da nisu uvek teški metal i PAHs sa najvećom koncentracijom, oni

koji čine najveću štetu životnoj sredini. Ni i Zn su kritični metali, dok je antracen jedan od najopasnijih

kontaminanata među policikličnim aromatičnim ugljovodonicima.1

8

Uprkos naporima da se kontroliše kvalitet vode putem određivanja polaznih tačaka velikih

zagađivača, mnoge reke i potoci pokazali su slabiji biološki kvalitet od onog koje zahtevaju njihove

ekološke karakteristike. Može se očekivati da naslage u rečnim koritima sadrže zagađivače na bazi

teških metala i ulja (policiklični aromatični ugljovodonici, PAHs) i to u urbanim sredinama gde je

zagađenje vode povezano sa saobraćajem, trotoarima, odvodima i industrijom. Metali i ulja se

prevashodno vezuju za fine čestice, koje ulaze u tokove nastale ispiranjem različitih urbanih i

industrijskih površina i odlažu se u sedimentima, tj. talozima različitih odvodnih tokova, odnosno

kanala. Ovi zagađivači vrše uporan i dalekosežno loš uticaj na slatkovodne ekosisteme što dovodi do

oštećenja tolerantnih vrsta i nestanak osetljivih makrobeskičmenjačkih vrsta; preko svoje akumulacije,

oštećuju vrste u višim trofičkim nivoima. Nedostatak detaljnog poznavanja ovih uzajamnih odnosa, a

samim tim i sposobnosti prepoznavanja opasnosti od širenja zagađenja ima značajan uticaj na

odgovorno sprovođenje planova o održivom odvodnom (kanalizacionom) sistemu (Sustainable Urban

Drainage System, SUDS), po programu rada EA (Environmental Agency, Agencija za zaštitu životne

sredine).4

Ovo istraživanje prikazuje empirijske rezultate monitoringa ekološkog i hemijskog stanja

sedimenata u velikom broju različitih vodotokova u kojima dolazi do slivanja otpadnih materija sa

gradskih i industrijskih površina. Analiza upoređuje terenske rezultate sa prognozama za netaknute

potoke i svaki rizik koji teški metali i PAHs nose po svaku familiju makrobeskičmenjaka je izolovan

pomoću pCCA.4

3.3. Metodologija

Detaljnim pregledom mapa površinskih mreža odvodnih kanala i potvrdom dobijenom

terenskim istraživanjima određena su 62 grada sa 27 glavnih tokova na zapadu i jugu Jorkšira, u

Ujedinjenom Kraljevstvu, za uzimanje uzoraka u maju i septembru 1999 (Slika 4.).3

U ovom radu diskutuju se i razmatraju rezultati iz septembra. Uzorci naslaga i

makrobeskičmenjaka uzeti su 25 m iznad i ispod mesta uticanja površinskih bujičnih voda i to u

seoskim, gradskim, industrijskim i putnim (magistralnim) podstanicama za prikupljanje uzoraka. U

analizi, mesta su subjektivno raspoređena po redosledu hipotetičkog povećanja rizika zagađenja,od

ruralnih do urbanih sredina. Da bi se osigurala kompatibilnost sa podacima Agencije za zaštitu životne

sredine EA, model RIVPACS sistema, podaci su prikupljani sa lica mesta, pri čemu su se uvek pratila

9

procedure EA. Na svakom mestu dobijeni su podaci za: visinu, udaljenost od izvora, nagib, širinu toka,

dubinu, procenat čestične pokrivenosti glibova i oblutaka, rastvoreni kiseonik, električnu provodljivost i

pH. Na sličan način, sledeći protokole Agencije za zaštitu životne sredine, izvršeno je i uzorkovanje

sedimenata i makrobeskičmenjaka.3

10

Slika 4. Lokacije, Jorkšir, UK

11

3.3.1. Prikupljanje uzoraka sedimenta

Slučajni, reprezentativni trostruki uzorci nasumično su uzeti sa prvih 5 cm gornjeg sloja i

sjedinjeni tako da smanje heterogenost u koncentraciji teških metala i odstupanja u uzorkovanju.

Eksperimenti su pokazali da naslage koje su uzete sa površinskog sloja (0-5 cm) plastičnom špatulom,

prouzrokuju minimalni poremećaj, imaju nizak rizik od unakrsnog zagadjenja i zadržavaju finie čestice.

Naslage koje su testirane na metal, bile su smeštene u hermetički zapečaćene polietilenske vreće i

stavljene u još jednu vreću. Ista terenska istraživanja su izvršena i za PAHs, a uzorci su gusto pakovani u

staklene boce od 500 ml sa staklenim zatvaračem i pokrivene aluminijumskom folijom da bi se zaštitili

od svetlosti. Uzorci su držani u frižideru na temperaturi od 4 °C, nisu zamrzavani, jer zamrzavanjem

opada sadržaj PAHs i do 99 %.3

3.3.2. Kolekcija makrobeskičmenjaka

Standardna kolekcija makrobeskičmenjaka uključuje metodu uzimanja 3 uzorka u razmaku od 1

min, svaki uzet sa 1 m² korita. Uzorci su smeštani u polipropilenske boce od 1100 ml sa samo onoliko

vode, koliko je dovoljno da se održi vlažnost, a što je umanjilo štetu i usporilo mesoždersku aktivnost

tokom transporta. Njihova prezervacija izvršena je uz pomoć 95 % -tnog etanola, sortirani su za

indentifikaciju po familijarnim nivoima i snimljeni u skladu sa EA obrascem. Uzorci svakog taksona

stavljeni su u bočice sa etanolom radi obezbeđivanja očuvanja kvaliteta koji proveravaju naučnici iz

Agencije za životnu okolinu.Obilnost svake familije bila je snimljena koristeći EA obrazac.3

3.4. Laboratorijske analize

3.4.1. PAHs

Uzorci PAHs sušeni na vazduhu su samleveni i propušteni kroz kutiju za hvatanje spiranih

čestica radi homogenizacije i ponovno samleveni, kako bi prošli kroz otvore na situ od 212 mm. Po 3g

prosejanih sedimenata ekstrahovano je sa 15 ml dihlor-metana u staklenu bočicu sa d14- terfenilom i

stavljeni su u mehaničku mešalicu na 16 h.

12

Ekstrakt je analiziran pomoću gasno-hromatografske/maseno-spektrometrijske metode (GC/MS),

koristeći Varian 3800 gasni hromatograf, povezan sa jon-trapskim masenim spektrometrom, Saturn

2000. GC je programiran na raspon temperature od 50°C (u toku samo 1 min) - 290°C i to u ratama od

10°C/minut. Temperatura od 290°C je konstanto držana 6 minuta (ukupno vreme: 31 min). Temperatura

injektora konstantno je držana na 300 °C sa odnosom 50:1. Noseći gas je bio helijum, obezbeđujući

konstantnu brzinu protoka od 1,5 ml∕min.3

3.4.2.Teški metali

Sledeći standardni proces sušenja, odabrano je vise subuzoraka koji su lagano smrvljeni koristeći

kvarcni avan i tučak. Svaki subuzorak je propušten kroz sito tkano od sintetičkog polimera, da bi se

zagađenost svela na minimum, zadržavajući samo pesak i čestice mulja. Za sve ekstrahovane rastvore,

kao i sve procedure prečišćavanja korišćene su kiseline p.a. čistoće,.3

Metali (Cd, Cr, Cu, Fe, Pb, Ni i Zn) ekstrahovani su iz 0.5 g čestica svih veličina i to u PTFE-

bočicu koristeći sekvencijalnu ekstrakciju od tri koraka. Ova metoda identifikuje metale iz tri

geohemijska oblika: izmenljiv, redukcioni i oksidacioni.Dobijeni ekstrakt se zakiseli do pH=2 da bi se

sprečila adsorbcija ili precipitacija metala. Koncentracije metala su utvrđene koristeći induktivno

kuplovani plazma optički emisioni spektrometar (IAP-AES, Jarrell-Ash).

3.4.3. Analize

3.4.3.1. RIVPAC (River InVertebrate Prediction And Classification System)

Poređenje biološkog kvaliteta posmatranog toka sa očekivanim, uz pretpostavku da ne postoji

nikakvo zagađenje, pomaže u identifikaciji ozbiljnosti zagađenja i ekoloških rizika između i unutar

korisnika. Znači, predviđeni biološki kvalitet na svakoj lokaciji predviđa se pomoću EA RIVPACS

modela.

RIVPACS model koristi karakteristike reke i karakteristike okruženja za predviđanje BMWP

(Biological Monitoring Working Party) biotskog indeksa u uslovima kada ne postoji zagađenje, uz

poređenje izmerenih vrednosti. Model koristi podatke prikupljene na svakoj od lokacija i to podatke o

nadmorskoj visini, udaljenosti od izvora, nagibu, širini toka, dubini, klasi pražnjenja, prekrivenosti

česticama mulja i šljunka, rastvorenom kiseoniku, električnoj provodnosti i pH.3

3.4.3.2. pCCA (Partial Canonical Correspondence Analysis)

13

pCCA se koristi za određivanje relativne važnosti zagađivača (biološki dostupnih metala i PAHs)

za objašnjenje promenljivosti sastava zajednice makroinvertebrata. Kako bi to izveli, promenljive se

dele na skup kovarijansi i skup promenljivih od interesa. Kovarijable predstavljaju promenljive staništa

koje nisu od primarnog značaja za istraživanje i kao takve ne ulaze u sastav sintetičkih gradijenata.3

Promenljive od interesa koriste se za konstrukciju sintetičkih gradijenata, koji u stvari

predstavljaju koncentracije teških metala i PAHs iz korita. Uz kovarijable koje predstavljaju gradijente

koji su već odvojeni, uređeni dijagrami predstavljaju jedinstvene odnose (optimalnu obilnost) između

makroinvertebrata, teških metala i PAHs.

Analiza je sprovedena primenom programa CANOCO 4.0 (podaci su prebačeni u CANOCO 4.0

format uz pomoć priručnog programa CanoImp). Serija 1 predstavlja prvu ekstrakciju, gde su

biodostupni metali ugrađeni u makroinvertebrate (zabeleženo u toku meseca septembra). U Seriji 2,

ispitivan je uticaj PAHs na makroinvertebrate. U suštini, podaci su prikazani rangiranjem i dalje su

ispitani pomoću uređenih dijagrama. U Tabeli 1., prikazano je prvih 10 promenljivih koje objašnjavaju

uticaj metala i PAHs na sastav zajednice makroinvertebrata.3

Tabela 1. Deset najuticajnijih veličina (teški metali, PAHs i karakteristike vode) na sastav zajednica

makroinvertebrata

Rangiranje familija, u smislu identifikacije tolerantnih i osetljivih vrsta makroinvertebrata,

olakšano je interpretacijom uređenih dijagrama (Tabele 2. i 3.). Na uređenim dijagramima, promenljive

sa dužim strelicama su jače povezane sa obrscem promene u kompoziciji vrsta u odnosu na one sa

kraćim strelicama. Familije čije se tačke projektuju blizu vrhova strelica su jako ograničeni strimovi sa

14

odgovarajućim karakteristikama i obrnuto za familije čije se krajnje tačke projektuju na niži deo

strelica.3

3.5. Rezultati i diskusija

Rezultati podržavaju glavnu hipotezu da, kako suburbanizacija raste, može se očekivati da se

koncentracija metala i PAHs povećava, što je u skladu sa Andohom (1994) Ellis et al. (1997), Marsalek

et al. (1999), and Lee and Bang (2000).

Pažljive analize podataka o metalima pokazuju da oticaji na autoputevima nisu uvek najgori

krivac. Zagađenje cinkom je pronađeno u više delova gradova. Kod ovih gradova je pronađeno da imaju

ozbiljno izvorište zagađenja zbog saobraćaja. Cink je glavni metal u gumama. Predpostavlja se da su

velike količine cinkovih naslaga posledica velikog toka saobraćaja (ogromni A putevi gde usporavanje

prouzrokuje da se sa guma iskrza - deo koji je pun cinka).3

Lokacije 59 i 60 pokazuju najvišu ukupnu koncentracuju jer oticanje potiče od glavnih

raskrsnica i izlaznih traka autoputa koja prestavlju mesta kočenja vozila. Lokacije 40 i 41 dobijaju

oticanje iz industrijskih ispusta.

Lokacija 54 je pokazala veoma veliku koncentraciju bakra u Septembru 1999, i dalja istraga je

pokazala da je ovo prolivanje ili nelegalno bacanje. Istrajnost takvih kratkoročnih varijacija u

hemijskom sastavu sedimenata zahteva dalja istraživanja. Obrasci od maja do septembra variraju, ali ne

vrlo bitno.3

PAH rezultati su takođe pokazali povećanje koncentracionog gradijenta od seoskog, kroz gradski

do industrijskog korišćenog zenljišta. Međutim, rezultati ovog istraživanja pokazuju da ovo očito nije

uvek tačno i zavisi od individualnog elementa. Delovi grada sa parking mestima pored puta akumuliraju

veće koncentracije PAHs zbog velikih koncentracija njihovih derivata, gde ulja često cure iz automobila

na asfalt.3

Rizik od zagađenja je shvaćen, a on se i dalje komplikuje sa potočnim ili rečnim

karakteristikama u koje se otok odvodi.

3.5.1. Ukupno zagađenje teškim metalima

15

Procena toksičnosti koncentracije odgovarajućih metala u sedimentima ograničena je

nedostatkom standarda u Evropi i Ujedinjenom Kraljevstvu, ali možemo da uporedimo rezultate

dobijene od strane Ministarstva životne sredine Ontarija (Slika 5). Za svaki metal postoje određene

lokacije na kojima koncentracija metala prelazi dozvoljen granice, a metali koji imaju najveći broj

odstupanja su Pb i Zn. Usled toga, sediment se klasifikuje kao potencijalno toksičan za beskičmenjake i

ribe. Olovo i cink koji se javljaju u prirodi usled izduvnih gasova i cink koji se u prirodi javlja kao

rezultat nepropisnog bacanja automobilskih guma, mogu se povezati sa zagađenijim lokacijama, sa

gustim saobraćajem, kod kojih je koncentracija ovih metala daleko iznad dozvoljenih granica.3

Bilo bi poželjno iskoristiti ograničenja iz Ujedinjenog Kraljevstva koja se odnose na dozvoljeni

stepen toksičnosti sedimenta, a koja su zasnovana na biodostupnim, a ne ukupnoj količini metala. Ova

ograničenja su osetljivija u odnosu na ona koja se baziraju na ukupnoj količini metala, iako njihova

primena zahteva primenu u skladu sa lokalnim hidrološkim i uslovima vodostaja.3

16

Slika 5. Ukupna zagađenost sedimenata teškim metalima

17

Slika 6. Koncentracije tri PAHs u sedimentima

3.5.2. Zagađenje biodostupnim metalima

18

Kod pCCA analiza, koriste se podaci o biološki dostupnim metalima, a ne o ukupnoj količini

metala, na osnovu čega se može zaključiti da su Zn i Ni najznačajniji metali kod sastava zajednica

makroinvertebrata (Tabela 2.). Iako je ukupna količina Ni mnogo manja u odnosu na Cu ili Pb, Ni je

dostupniji, tako da su to neke od činjenica koje će nam pomoći u preciznim merenjima koja se odnose

na sastav vodotoka. Iako su koncentracije Cu i Pb mnogo veće, njihove biološke koncentracije nisu na

nivou koji bi predstavljao opasan nivo. Ciljanjem na područja u kojima je koncentracija najviša i

uspostavljanjem dozvoljenog praga koji se odnosi na toksičnost, mogao bi se preduprediti ekološki

“stres”.3

Tabela 2. Osetljivost familija makroinvertebrata na teške metale

Tabela 3. Osetljivost familija makroinvertebrata na PAHs

19

Serija 2 (Tabela 2.) nam pokazuje da nisu samo PAH koji se u toku nalaze u najvećim

koncentracijama jedini koji imaju veliki uticaj na ekologiju toka. Grupa predstavljena fluorantenom je

bila na petom mestu bez obzira što je njena koncentracija najveća. Najznačajniji PAHs su oni koji su

predstavljeni u vidu benzo(b)fluorantena, a koji, iako je prisutan u manjim koncentracijama, ima

kancerogeno dejstvo na beskičmenjake. pCCA nam govori da nije bitna samo ukupna kontaminacija, jer

su uticaji na ekeologiju toka mnogo suptilniji.3

3.5.3. Familije indikatora

pCCA nam omogućava da dobijemo detaljnije odnose između zagađivača i familija

beskičmenjaka (slike 7 i 8).

20

Slika 7.Ekološki prikaz na osnovu serije 1 - pCCA

(familije su prikazane krstićima)

21

Slika 8. Ekološki prikaz na osnovu serije 2 - pCCA

(familije su prikazane krstićima)

U literaturi se može pronaći podatak da zagađenje metalom dovodi do smanjenja vrste

Ephemeroptera (vodeni cvet), a umesto njih dolazi do povećanja vrsta Chironomids i Oligacheates.

Ovaj efekat je potvrđen u vodenim tokovima u Jorkširu, uz dodatni “nedostatak” vrsta Leptoceridae and

Ephemerellidae. Rasprostranjenost vrste Baetidae i njena centralna uloga u uređenim dijagramima vrsta-

okruženje potvrđuje istraživanja koje je sproveo Gower (1994).3

Slično, postoji promenljiva tolerancija - familije Plecoptera (geljavac) i Leuctridae su nešto

tolerantnije u odnosu na Nemouridae, dok je Chloroperlidae naročito otporna na metale. Tricoptera

(žižak) familije imaju nešto veću toleranciju, naročito Polycentropodidae, Rhyacophilidae, i

22

Hydropsychidae, pri čemu poslednje dve familije preferiraju lokacije sa većom koncentracijom

rastvorenog kiseonika. Limnephilidae i Sericostomatidae su mnogo osetljivije vrste. Asellidae su

tolerantnije na veći broj teških metala.4

Slika 9. Makrobeskičmenjaci (grupa 1 - generalno netolerantni na zagađenje;grupa 2 – nalaze se u širokom spektru kvaliteta vode;grupa 3 – generalno tolerantni na zagađenje;)

Rangiranje (Tabela 2.) generisano na osnovu uređenog dijagrama (Slika 6.) otkriva nam nekoliko

familija koje su se našle u rizičnoj zoni usled zagađenja metalom, pre svega Ephemerellidae,

Ephemeridae, Nemouridae i Planorbidae. Na osnovu rizika koji potiču od PAHs, Hydrometridae i

Ephemeridae su vrste sa najvećim rizikom. Leptoceridae, Philopotamida, Ondontoceridae i

Heptageniidae nisu previše osetljive na metale, ali su naročito osetljive na više PAH nivoe (Tabela 2).

Kod Plecoptera familija, Leptoceridae su naročito osetljive, mnogo više od Nemouridae,

Chloroperlidae i Perlodidae. Kod Tricoptera larvi, samo Polycentropodidae ima osrednju toleranciju na

23

PAHs (Slika 8.). Ephemerelidae, iako su manje osetljive na metale, imaju toleranciju na zagađenje

PAH-ovima.

Slika 10. Neki od primera osetljivih makrobeskičmenjaka na zagađenje

3.6. Zaključak

SUDS nam ukazuje da bi menadžment sistema za odvod trebao da bude usmeren na smanjenje

zagađenja, tako da se ekološki kvalitet očuva ili obnovi. Identifikacija toka, ili delova toka od rizika,

otežano je lokalnim uslovima. Dok su se prethodne studije koncentrisale na najgore sluačajeve, ova

studija je koncentrisana na podesne lokacije.

Rezultati dobijeni sa 62 lokacije su puni podataka, potrebnih i nepotrebnih, ali nam daju dobru

indikaciju problema. Oni nam pružaju šire područje za razmatranje menadžmenta. Na komercijalnim

24

parkinzima kao i parkinzima u naseljenim mestima PAH zagađenje je mnogo veće u odnosu na auto

puteve.

Pokazali smo da nam ukupno zagađenje od strane metala i PAHs može dovesti do pogrešnih

zaključaka. Biološki dostupni metali su mnogo korisniji i kontaminanti koji su najobilniji ne moraju da

izazovu najveću biološku štetu. pCCA rezultati daju nam mnogo bolji uvid - iako je koncentracija Ni i

Zn manja od koncentracije Pb, oni imaju mnogo veći uticaj, a tkđ. je i u uticaj benzo(b)fluorantena i

PAHs iz grupe antracena veoma značajan.3

Mesta uzorkovanja su heterogena, tako da su specifične karakteristike tih mesta od najveće

važnosti. Ovi rezultati nam govore da menadžment rizika može da izvuče veliku korist od:

kontrole oticanja sa područja sa visokom koncentracijom ugljovodonika, kao što su parkinzi, bez

obzira na njihovu veličinu ili protok saobraćaja;

identifikacije mesta uzorkovanja koja su izvor zagađenja od biodostupnih metala, Ni i Zn

(najčešće različita mesta na putnim pravcima),

uspostavljanja ograničenja za sadržaj biodostupnih metala i PAHs u sedimentima.

4. Literatura

1. Službeni glasnik SRS 1982. Pravilnik o opasnim materijama u vodi. Broj 31/8

2. Reviewing the impact of metals and PAHs on macroinvertebrates in urban watercourses ,Gary

Beasley School of Geography, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK ,1999

3. Assessment of heavy metal and PAH contamination of urban streambed sediment on

macroinvertebrates, Gary Beasly and Pauline E.Kneale, Water, Air and Soil Pollution: Focus: 4, 563-

578, 2004

4. www.cecra.dh.pmf.uns.ac.rs

5. http://wa.water.usgs.gov/pubs/fs/fs.105-98/index.html

25

6. Ecological functions within a Sustainable Urban Drainage System,J. I. Jackson* and R. Boutle,

11th International Conference on Urban Drainage, Edinburgh, Scotland, UK, 2008

26