Jõgede ökoloogilise seisundi määramine
2000. aastal jõustunud Euroopa Liidu veepoliitika raamdirektiiv paneb jõgede hindamisel pearõhu elustiku ehk nn bioloogiliste kvaliteedielementide hindamisele, seades eesmärgiks hea ökoloogilise ning keemilise seisundi saavutamise. Vastavalt sellele raamdirektiivile ja keskkonnaministri 2009. aasta määrusele antakse meie jõgede ökoloogilisele seisundile hinnang väga hea, hea, kesine, halb või väga halb skaalal. Hinnang hõlmab olulisi jõeelustiku osasid nagu fütobentost (veekogu põhja asustavad vetikaid), suurtaimestikku, põhjaloomastikku ja kalasid — erinevate elustikurühmade kasutamine annab vooluvete seisundi kohta mitmekülgsemat informatsiooni. Peale elustiku määratakse vee ökoloogiline seisundiklass ka füüsikalis- keemiliste üldtingimuste järgi.
Vooluveekogu ökoloogilise seisundiklassi määramine vee füüsikalis-keemiliste üldtingimuste järgi, milleks on pH, lahustunud hapniku küllastustase, biokeemiline hapnikutarve (BHT5), fosforisisaldus (Püld), ammooniumisisaldus (NH4-N), lämmastikusisaldus (Nüld).
Kui pH on suurem kui 9,0 või väiksem kui 6,0, on füüsikalis-keemiliste üldtingimuste koondmäärang väga halb sõltumata teistele kvaliteedinäitajatele määratud ökoloogilistest seisundiklassidest.
Kui pH väärtus on vahemikus 6,0-9,0, määratakse füüsikalis-keemiliste üldtingimuste koondmäärangu andmiseks igale kvaliteedinäitajale (v.a pH-le) seisundiklass ja vastav hindepunkt skaalas 1—5 järgmiselt: 5 — väga hea; 4 — hea; 3 — kesine; 2 — halb; 1 — väga halb.
Füüsikalis-keemiliste üldtingimuste koondmääranguks on kvaliteedinäitajate hindepunktide summa, sealjuures põhineb hinnang kõige madalamal (halvemal) kvaliteedinäitajal.
Emajõe Kavastu lõigu keskmised lahustunud hapniku küllastusastmed (0%), lämmastiku- (Nüld) ja fosforisisaldused (Püld) viimase 26 aasta jooksul.
Ökoloogilise seisundi klassipiirid
Fütobentost esindavad jõe põhjale kinnitunud ränivetikad, oma eluks veekeskkonda vajavad mikroskoopilised organismid suurusega mõnest kuni mõnesaja mikromeetrini. Maailmas tuntakse ligikaudu 200 000 ränivetikaliiki. Ränivetikate pantserid ehk raku poolmed koosnevad iseloomuliku mustriga ränist.
Igal liigil on keskkonnatingimuste suhtes oma optimum ja taluvuspiirid, millel põhineb nende kasutamine jõgede ökoloogilise seisundi hindamisel. Ränivetikatel on lühike elutsükkel ning paljude füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste tegurite muutustele vees reageerivad nad kiiresti ja tundlikult. Soodsates tingimustes poolduvad ränivetikad iga 4—48 tunni järel.
Jõgede seisundit hinnatakse kolme ränivetikaindeksi (IPS-i, WAT-i ja TDI) järgi, mille arvutamiseks kasutatakse kolme näitajat — iga taksoni isendite arvu proovis, reostustundlikkust ja indikaatorlikku väärtust; nende keskmiste summa põhjal antakse lõplik hinnang vee ökoloogilisele kvaliteedile.
Vee-ökosüsteemide üks võtmeelemente on suurtaimestik, kes on primaarprodutsent ning kasutab nii vees kui ka setetes olevaid toitesoolasid, sidudes need biomassiks. Suurtaimed pakuvad varje- ja elupaiku põhjaloomastikule ning kaladele, kuid samuti stabiliseerivad setteid ning soodustavad nii orgaanika kui ka toitesoolade settimist. Veetaimed on paiksed ja küllaltki pika elueaga organismid, kes eksisteerivad ühest kasvuperioodist kuni mitme aastani. Nad võivad oma esinemise või puudumisega, kasvuvommi ja leviku sügavusega anda teavet ümbritseva keskkonna tingimuste kohta.
Emajõgi on looduslikult nii lai ja sügav, et taimestik asub ainult kaldavööndis. Suurtaimestikku uuritakse 100 m pikkuses jõelõigus, kus vaadeldakse nii veesiseseid kui ka veepealseid taimi, arvestades liigilist koosseisu, taksonite arvu, dominante, üldkatvust ja katvust esinevate taksonite kaupa. Üldkatvuse moodustavad soontaimed, samblad ja makrovetikad; soontaimedest vaadeldakse eraldi kaldaveetaimi ning veetaimi. Liigi domineerimine näitab, et vastaval kasvukohal esineb sellele liigile parim ökoloogiliste tingimuste kompleks. Kogutud andmestikust arvutatakse kaks indeksit: MIR indeks ning üle-euroopalisel andmestikul põhinev suurtaimestiku troofsusindeks ITEM.
Suurselgrootud põhjaloomad on palja silmaga nähtavad selgrootud veeloomad, kes ei mahu läbi 0,5 mm läbimõõduga võrgusilmast. Nende hulka kuuluvad peamiselt veekogude põhjas elavad, kuid ka veekihis või veepinnal liikuvad loomad. Jõgedes on kõige liigirikkamaks rühmaks putukad, mitmekesised on ka vähid,ämblikulaadsed, limused ning rõngussid. Suurselgrootute seas leidub vorme, kes veedavad vee all kogu elu (näiteks vähid, karbid või kaanid). Paljude putukate — näiteks kiililiste, ehmestiivaliste, kahetiivaliste — vastsed elavad küll vees, kuid lahkuvad sealt valmiku arengustaadiumis. Mitmete lutikaliste ja mardikaliste valmikud on vastavalt vajadusele võimelised tegutsema kas vee all, vee pinnal või maismaal. Mõned vormid, näiteks käsnad ja osa limustest, püsivad kogu elu või enamuse sellest peamiselt paigal. Tavaliselt hoidub enamik liikidest vaenlaste nagu kalade ja rööveluviisiga selgrootute eest varju taimestikku või kivide alla. Mõned rühmad, näiteks paljud väheharjasussid ja surusääsklaste vastsed, kaevuvad meelsasti põhjasettesse. Seisundi iseloomustamiseks arvutatakse taksonirikkus (T), Shannoni erisusindeks H’, ASPT (Average Score Per Taxon) indeks ning EPT indeks (ühepäevikuliste (Ephemeroptera), kevikuliste (Plecoptera) ja ehmestiivaliste (Trichoptera) liikide arv proovis).
Emajõe ökoloogiline seisund
Emajõe ökoloogiline seisund tehakse kindlaks kõiki jõeelustiku komponente (v.a kalasid) arvestades iga kolme aasta tagant ja kolmes seirekohas: Emajõe Reku, Kvissentali ja Kavastu lõigus. Jõe veeproovides analüüsitakse iga-aasta füüsikalis-keemilisi üldnäitajaid. Rannu-Jõesuust ja Kavastust võetakse veeproovid igakuiselt ja Kvissentalist neli korda aastas. Viimati hinnati Emajõe ökoloogilist seisundit kõiki jõeelustiku komponente arvestades 2016. aastal — siis oli Emajõe ökoloogiline seisund Reku ja Kavastu lõigus kesine ja Kvissentali lõigus halb. Halva hinnangu annavad suurselgrootud, kuna seal on esindatud väga arvukalt võõrliik rändvähk (Gmelinoides fasciatus). Kui jätta kõrvale suurselgrootute kehv olukord, mis pole põhjustatud inimtegevusest, vaid pigem looduslikest eripäradest, kuulub Emajõgi teiste vee-elustiku näitajate poolest koguni väga heasse kvaliteediklassi. Nagu tabelist nähtub, oli Emajõe vesi 2016. aastal heas seisundis ning Emajõe vee ökoloogiline seisund on olnud hea vähemalt viimased kümme aastat.
Toiduahelad jõgedes
Jõgede toiduahelad algavad suures osas jõkke kandunud orgaanilisest ainest, mis on pärit maismaalt või järvest, kust jõgi läbi voolab. Taimede kasvuperioodil luuakse jõgedes orgaanilist ainet ka suurtaimede ja mikroskoopiliste põhjale kinnitunud vetikate poolt, kuid selle osatähtsus jääb tugevalt alla jõkke kandunud orgaanilise aine hulgale. Seega ei alga toiduahe! jões mitte fütoplanktonist, vaid jõkke kandunud orgaanilisest ainest, mis võib olla vees kas lahustunult või osakestena. Järgmiseks lüliks toiduahelas on selgrootud loomad, kes toituvad kas bakteritest, mis lagundavad vees olevaid orgaanilise aine osakesi või tarbivad vette kukkunud ja vooluga kantud orgaanilise aine, näiteks puude lehtede ja lagunevate taimede, osi. Jõgedes elavad selgrootud loomad on väga mitmekesine organismide rühm — nende hulgas on veest orgaanilise aine osakeste filtreerijaid, kraapijaid, kes oma tugevate lõugadega kraabivad suuremate osakeste küljest tükke toiduks, setete sööjaid, kes toituvad setetest, ja ka röövtoidulisi, kes toituvad teistest selgrootutest. Ühed arvukamad organismirühmad on mitmesugused putukavastsed — surusääsklased, kihulased, ühepäevikulised ja teised —, kes on toiduks kalamaimudele ja väikestele kaladele. Paljud kalad, näiteks karplased, toituvad kogu elu selgrootutest põhjaloomadest, kuid röövkalade noorjärgud muudavad oma toitumist — saavutanud teatud suuruse, hakkavad nad sööma teisi kalu. Koosta toiduahel – MÄNGI SIIN!
Emajõe vee seisund ei ole halb
Jõgede vee kvaliteet oleneb suures osas põllumajanduslikust hajureostusest ja ka üksikutest reostuse punktallikatest, näiteks linnade, maa-asulate ja tööstuse reovetest. Kui vaadata tegelikku inimtekkelist reostuskoormust Emajõele, siis fosfori osas on viimase 25 aasta jooksul toimunud märkimisväärne paranemine: üldine reostuskoormus on kahanenud eelkõige 1990. aastate tööstusliku tootmise vähenemise ja rekonstrueeritud reoveepuhastite tõttu. Tänu viimasele on oluliselt vähenenud ka kergesti laguneva orgaanika (BHT) ja fosfori koormus Emajõele — nimetatute kogukoormus Peipsi järvele Kavastu lävendis on alanenud umbes 200 tonnilt umbes praeguse 95—100 tonnini. Ka lämmastiku kontsentratsioonid ei ületa reeglina hea ja kesise piiri ning pidevalt head seisundit näitab ka Emajõe vee hapnikukontsentratsioon. Emajõe veekvaliteet on hea.
Probleemid tekivad Peipsi järves, kus jõgede poolt järve kantavad fosforiühendid soodustavad eutrofeerumist, s.o vee õitsemist, vetikate ja kõrgemate veetaimede vohamist. Tagajärjeks on orgaanika- ja toitainerikaste põhjasetete kujunemine, mis lagunemisel tarbivad hapnikku, hapnikuvaeses keskkonnas tekivad aga vee-elustikule ohtlikud toksilised ained nagu väävelvesinik, metaan, ammoniaak ja teised.
Peipsi järve keskkonnaseisundile on ohtlik ka näiteks põllumajandustegevuse tõttu lämmastikuühendite liigne lisandumine, mis viib samuti veekogude eutrofeerumise ja toitelisuse suurenemisele ning sellega seotud keskkonnaprobleemide kasvule.
Ohud Emajõe ökoloogilisele seisundile
Ohud Emajõe ökoloogilisele seisundile peituvad mitte vee füüsikalis-keemiliste näitajate halvenemises, vaid jõevee hüdrokeemilise seisundi, mida hinnatakse ligikaudu 50 ohtlikku aine sisalduse järgi vees ja setetes,halvenemises. Jõevee seisundile ohtlik aine on element või ühend, mis oma mürgisuse, püsivuse või bioakumulatsiooni tõttu põhjustab või võib põhjustada ohtu inimese tervisele ning võib kahjustada teisi elusorganisme või ökosüsteeme. Ohtlikud ained pärinevad nii tööstusest kui ka meie igapäevaelust ja jõuavad lõpuks reoveepuhastitesse ja sealt veekeskkonda heitveega — tänased puhastustehnoloogiad ei ole veel väljatöötanud lahendusi selle uue probleemi lahendamiseks.
Ohtlike ainete hulka kuuluvad raskmetallid (As, Cd, Co, Gr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn, TI), klorofenoolid, tinaorgaanilised ühendid, polüaromaatsed süsivesinikud (PAH-id), kloororgaanilised ühendid (DDT-d) ja muud taimekaitsevahendid, putukamürgid, ravimijäägid.