Defining ecologically relevant water quality targets for lakes in Europe

1. The implementation of the Water Framework Directive requires EU member states to establish and harmonize ecological status class boundaries for biological quality elements. In this paper, we describe an approach for defining ecological class boundaries that delineates shifts in lake ecosystem functioning and, therefore, provides ecologically meaningful targets for water policy in Europe. 2. We collected an extensive data set of 810 lake-years from nine Central European countries, and we used phytoplankton chlorophyll a, a metric widely used to measure the impact of eutrophication in lakes. Our approach establishes chlorophyll a target values in relation to three significant ecological effects of eutrophication: the decline of aquatic macrophytes, the dominance of potentially harmful cyanobacteria and the major functional switch from a clear water to a turbid state. 3. Ranges of threshold chlorophyll a concentrations are given for the two most common lake types in lowland Central Europe: for moderately deep lakes (mean depth 3–15 m), the greatest ecological shifts occur in the range 10–12 lg L 1 chlorophyll a, and for shallow lakes (<3 m mean depth), in the range 21–23 lg L 1 chlorophyll a. 4. Synthesis and applications. Our study provides class boundaries for determining the ecological status of lakes, which have robust ecological consequences for lake functioning and which, therefore, provide strong and objective targets for sustainable water management in Europe. The results have been endorsed by all participant member states and adopted in the European Commission legislation, marking the first attempt in international water policy to move from physico-chemical quality standards to harmonized ecologically based quality targets.

Community structure and water quality in Mediterranean streams of a Natural Park (Sant Llorenç del Munt, NE Spain)

Se estudian las comunidades de macroinvertebrados de los ríos del Parque Natural de Sant Llorenç del Munt i la Serra de l'Obac (Barcelona, NE España) y su relación con las condiciones de flujo de los ríos. Hasta 78 localidades se visitaron en dos ocasiones (invierno y verano de 1996) y en 26 de ellas se tomaron muestras de macroinvertebrados. Mientras en invierno el 63 % de los kilÛmetros investigados tenía flujo continuo y menos del 1% estaba seco, en verano solo el 26% tenía flujo continuo, un 20% estaba totalmente seco y el resto presentaba pozas en su lecho. A pesar de ello el número de familias de macroinvertebrados fue de 54 en invierno y 94 en verano, siendo dominantes en este último caso los heterópteros, coleópteros, odonatos y dípteros, mientras que en invierno los tricópteros y plecópteros eran más diversos. En general, la comunidad presentó una estrategia trófica recolectora aunque la proporción de los ramoneadores y depredadores aumentó en verano. El estudio de las comunidades mediante el análisis de su abundancia en los dos perÌodos, mostró que las variables temporales (flujo, temperatura) o las relacionadas con el incremento de la producciÛn primaria (oxÌgeno, pH) explicaban la mayor parte de la variabilidad con los elementos mas reófilos propios de invierno y los leníticos de verano, mientras que otros factores fisicoquímicos no eran relevantes. Calculado el índice biológico BMWP' se demostró que los valores en verano eran superiores o similares a los de invierno lo que se explica por la mayor diversidad aunque la calificaciÛn individual de cada una de las familias encontradas en verano fuera menor que las halladas en invierno.

Pla de gestió i conservació dels Estanyets de Pals i les Closes Fondes (Pals, Baix Empordà)

Es destaca la presència de tres espècies bioinvasores, tals com la gambúsia(Gambusiaaffinis), la canya (Arundodonax) i el cranc vermell americà (Procambarusclarkii). S’ha detectat que la qualitat de l’aigua ha disminuït en alguns paràmetres, especialment en l’Estanyet del Safareig. En els tres estanyets els sòlids dissolts totalsa TSD) estan al voltant del límit màxim recomanat per la EPA (Agència de Protecció Ambiental d’Estats Units). S’ha observat que la Cladophora, indicadora de concentracions elevades de nitrogen a l’aigua, és un cloròfit molt abundant. S’han identificat dos hàbitats d’interès comunitari no prioritari, segons la Directiva Hàbitats: les closes i les freixenedes termòfiles de Fraxinusangustifolia. En funció dels resultats obtinguts s’han elaborat les propostes de gestió i conservació per aquest espai.

Using spatially distributed parameters and multi-response objective functions to solve parameterization of complex applications of semi-distributed hydrological models

Application of semi-distributed hydrological models to large, heterogeneous watersheds deals with several problems. On one hand, the spatial and temporal variability in catchment features should be adequately represented in the model parameterization, while maintaining the model complexity in an acceptable level to take advantage of state-of-the-art calibration techniques. On the other hand, model complexity enhances uncertainty in adjusted model parameter values, therefore increasing uncertainty in the water routing across the watershed. This is critical for water quality applications, where not only streamflow, but also a reliable estimation of the surface versus subsurface contributions to the runoff is needed. In this study, we show how a regularized inversion procedure combined with a multiobjective function calibration strategy successfully solves the parameterization of a complex application of a water quality-oriented hydrological model. The final value of several optimized parameters showed significant and consistentdifferences across geological and landscape features. Although the number of optimized parameters was significantly increased by the spatial and temporal discretization of adjustable parameters, the uncertainty in water routing results remained at reasonable values. In addition, a stepwise numerical analysis showed that the effects on calibration performance due to inclusion of different data types in the objective function could be inextricably linked. Thus caution should be taken when adding or removing data from an aggregated objective function.

Estudio de gestión de la finca La Esperanza, municipio de Pueblo Nuevo, Nicaragua

El presente proyecto tiene como finalidad el análisis de la Finca la Esperanza, en la localidad de Pueblo Nuevo, en la República de Nicaragua. En dicho análisis se estudian parámetros edáficos, calidad de agua y económicos, con el objetivo de poder plantear una propuesta de mejora en los rendimientos de la finca tanto a nivel económico como ambiental. La iniciativa de realizar este estudio surge de las necesidades del propio agricultor, que plantea el desarrollo rural sobre la base de actividades respetuosas con el medio. Las estrategias a los problemas sociales originados por la producción agraria industrial, como el éxodo rural, la pérdida de la agricultura convencional, la nueva función de los espacios agrarios de la sociedad, etc., se formalizaron en el denominado Desarrollo Sostenible. A nivel de finca cualquier concepción de sustentabilidad necesita que el agrosistema sea considerado como un ecosistema, en el que la investigación y la producción busquen no solamente altos rendimientos sino la optimización del sistema como un todo. Tal propósito requiere armonizar una viabilidad económica con otras variables, como estabilidad ecológica y equidad social. Para ello, los principios básicos de un sistema sostenible son: la conservación de los recursos renovables, la adaptación del cultivo al ambiente y el mantenimiento de un moderado pero sostenible nivel de producción. Como resultado de los análisis y observaciones hechas a lo largo de la estancia en la finca, se propone un plan de actuación de 10 años de duración en los cuales se procura alcanzar no únicamente unas cuotas máximas de rendimiento sino también la supervivencia de los recursos, base de la familia Videa Vanegas, propietarios.

Anàlisi de la qualitat de l'aigua: estudi dels impactes humans sobre la qualitat de l'aigua en pous i basses del Parc del Garraf i rodalies

Amb la finalitat de conèixer l’estat de qualitat de les aigües de les basses i pous del Parc del Garraf, s’analitzen una sèrie de paràmetres fisico-químics en 17 estacions de mostreig prèviament seleccionades, distribuïdes en zones amb diferents tipologies d’ús del sòl. La base de l’anàlisi ha estat la integració d’informació provinent de diferents fonts. Mitjançant l’elaboració de taules i gràfics, la generació de cartografia i el tractament estadístic de les dades, s’ha procedit a la tria de punts de mostreig i s’ha obtingut un inventari que ha permès la interpretació global dels resultats, facilitant la diagnosi. El procés de tractament de dades inclou la confecció d’un índex de qualitat de les aigües (ICA) propi, no vinculant, a partir de fórmules genèriques de normalització i ponderació de valors. Durant la realització de la diagnosi s’han detectat pertorbacions puntuals en determinats paràmetres corresponents a contaminacions locals, en diferents estacions de mostreig. Aquestes pertorbacions s’han relacionat amb la situació dels pous i les basses al Garraf i les tipologies d’ús del sòl de cada zona. El diagnòstic de pertorbacions ha orientat les propostes de millora aplicables que s’han dividit en tres classes segons el nivell d’actuació. Aquestes incideixen principalment, en la millora de la informació disponible, l’aplicació de l’agricultura ecològica, l’explotació sostenible dels aqüífers i la realització d’estudis globals i/o locals, més complets i exhaustius.

Bottled natural mineral water in catalonia: origin and geographical evolution of its consumption and production

During the second half of the nineteenth century a major mineral water bottling industry appeared in Catalonia which vigorously lasted until the first third of the 20th century. The fact that the industry appeared in Catalonia and in other parts of Europe and the United States almost at the same time and had not existed before can be explained by a series of factors which coincided in time. This situation encouraged producers to pack, transport and sell bottled water from their respective sources. Among these factors there is the rise of hygienism, very influential in Catalonia, the declining water quality due to industrialization, the increase in population density, the improvement in transport, the emergence of thermal tourism or the invention of better containers used to store water. This project aims to explain thoroughly all the mentioned factors, and to give some light to why, when and how the Catalan bottled water industry appeared.

Surveillance of adenoviruses and noroviruses in European recreational waters

Exposure to human pathogenic viruses in recreational waters has been shown to cause disease outbreaks. In the context of Article 14 of the revised European Bathing Waters Directive 2006/7/EC (rBWD, CEU, 2006) a Europe-wide surveillance study was carried out to determine the frequency of occurrence of two human enteric viruses in recreational waters. Adenoviruses were selected based on their near-universal shedding and environmental survival, and noroviruses (NoV) selected as being the most prevalent gastroenteritis agent worldwide. Concentration of marine and freshwater samples was done by adsorption/elution followed by molecular detection by (RT)-PCR. Out of 1410 samples, 553 (39.2%) were positive for one or more of the target viruses. Adenoviruses, detected in 36.4% of samples, were more prevalent than noroviruses (9.4%), with 3.5% GI and 6.2% GII, some samples being positive for both GI and GII. Of 513 human adenovirus-positive samples, 63 (12.3%) were also norovirus-positive, whereas 69 (7.7%) norovirus-positive samples were adenovirus-negative. More freshwater samples than marine water samples were virus-positive. Out of a small selection of samples tested for adenovirus infectivity, approximately one-quarter were positive. Sixty percent of 132 nested-PCR adenovirus-positive samples analysed by quantitative PCR gave a mean value of over 3000 genome copies per L of water. The simultaneous detection of infectious adenovirus and of adenovirus and NoV by (RT)PCR suggests that the presence of infectious viruses in recreational waters may constitute a public health risk upon exposure. These studies support the case for considering adenoviruses as an indicator of bathing water quality.

Avaluació de la gestió i de la qualitat de l'aigua de les principals fonts naturals del Parc de Collserola

En aquest projecte s’avalua la gestió municipal de les principals fonts naturals del Parc Natural de Collserola. S’estudien 28 fonts analitzant-se l’estat actual de les fonts i la qualitat de l’aigua dels darrers anys. Només dos dels nou ajuntaments realitzen analítiques periòdics analitzant paràmetres microbiològics i fisicoquímics així com analítiques completes cada 5 anys. La qualitat de l’aigua en el 78% de les fonts es considera com a “no apta per al consum humà” segons la normativa (RD 140/2003) i només el 35% de les fonts naturals està en bon estat. Així doncs, s’han proposat diferents propostes per tal de millorar l’estat de les fonts i la qualitat de l’aigua per a que en un futur pròxim tant les fonts naturals com el seu entorn estiguin en un estat de conservació òptim.