Diferențierea spațială în zone și compartimente
Externalitățile sunt un concept din cadrul economiei bunăstării care prezintă interes mai ales pentru factorii de decizie politică. Pentru substanțele care suferă transport pe distanțe lungi prin advecție în aer sau în apă, externalitățile pot apărea nu numai în vecinătatea sursei, ci și în locuri destul de îndepărtate în care ajung substanțele (Comisia Europeană, 1999a; Barbante et al., 2001; Friedrich și Bickel, 2001a; Scheringer și Wania, 2003; Wania, 2003). Astfel, aceste substanțe pot fi supuse unui transport transfrontalier, motiv pentru care astfel de externalități prezintă interes mai ales pentru autoritățile naționale și/sau guvernele însărcinate cu afaceri internaționale. Prin urmare, evaluarea externalităților acestor substanțe necesită operarea la scări destul de mari. În plus, acestea ar trebui să fie mai degrabă rezolvate din punct de vedere spațial pentru a permite discriminarea efectelor care apar la diferite unități administrative. Aceasta înseamnă, de exemplu, că emisiile de substanțe mai degrabă involatile într-un corp de apă dulce nu ar trebui să conducă la concentrații în curs de apă în amonte de locul de emisie (de exemplu, emisiile în partea olandeză a Rinului apar în lacurile alpine elvețiene din cadrul bazinului hidrografic atunci când se face o discriminare doar în funcție de bazinele hidrografice, a se vedea figura 4-2). Prin urmare, ar trebui să se asigure un grad destul de ridicat de diferențiere spațială nu numai în timpul evaluării impactului, ci și în timpul evaluării sorții ecologice. Influența alegerii unor rezoluții spațiale diferite atunci când se face delimitarea în funcție de bazinele hidrografice va fi explorată printr-o analiză de scenariu în secțiunea 9.3.3.
Scopul geografic se limitează în cea mai mare parte la Europa (cf. Fig. 4-3). Prezentul cadru de modelare este configurat ca un sistem cu granițe deschise. Exporturile de substanțe au loc prin intermediul fluxurilor de aer și apă sau prin îngroparea sedimentelor. Cu toate acestea, nu este inclus nici un import, deoarece nu sunt luate în considerare nici advecția intercontinentală a apei și aerului, nici (re)importurile de substanțe (de exemplu, conținute în alimente) din afara Europei. Astfel, substanțele care au potențialul de a suferi, de exemplu, un transport intercontinental prin intermediul aerului, al curenților oceanici sau al speciilor migratoare nu pot fi luate în considerare în mod corespunzător, ceea ce duce la o subestimare a efectelor din cauza limitelor deschise ale sistemului. Un astfel de transport intercontinental este observat chiar și în cazul oligoelementelor legate de particule (Church et al., 1990).
Scopul geografic al WATSON a fost diferențiat din punct de vedere spațial în zone în funcție de bazinele hidrografice (a se vedea secțiunea 4.3). Există și alte criterii de delimitare, inclusiv o grilă regulată (de exemplu, Prevedouros et al., 2004) și combinații de bazine hidrografice cu alte criterii (de exemplu, Devillers et al., 1995; MacLeod et al., 2001). Nu se cunoaște influența selecției unei astfel de scheme de delimitare asupra rezultatelor modelului.
WATSON permite distingerea mai multor compartimente (secțiunile 5.1 și 6.1). Se presupune că acestea sunt omogene din punct de vedere intern și au proprietăți constante în timp, cu excepția cantităților de substanță conținute. Influența alegerii compartimentelor care trebuie luate în considerare este evaluată mai jos prin intermediul unei analize de scenariu.
După cum se descrie în secțiunea B.4.3, volumul de apă al unei zone este format din cursurile de apă și lacurile conținute în totalitate în zona respectivă. În cazul în care sunt prezente atât cursuri de apă, cât și lacuri, aceasta înseamnă că se presupune că practic toată apa care intră în zonă curge și prin lacul (lacurile) cu timpi de rezidență mai lungi, deși este posibil ca numai o parte să treacă efectiv prin lac (de exemplu, micul lac de la est de lacul Vänem din cadrul bazinului hidrografic Götälv, Fig. 6-2). Acest lucru poate duce la concentrații mai mari în corpul de apă dulce din această zonă, reducând în același timp aportul către corpurile de apă dulce din aval. Efectul net asupra expunerii umane și, în cele din urmă, asupra impactului depinde de distribuția intensităților de producție a peștilor de apă dulce și, prin urmare, nu este lipsit de ambiguitate.
Deși metodologia prezentată este dependentă de sit, unele proprietăți care nu depind de substanță și care influențează în special soarta și expunerea unei substanțe în mediu sunt tratate ca și cum nu ar varia în spațiu. Astfel de valori ale proprietăților nu vor fi reprezentative pentru toate locațiile cărora li se aplică. De exemplu, adâncimile compartimentelor sediment, ghețar și sol sunt invariabile între zone. Acest lucru poate subestima, de exemplu, absorbția rădăcinilor de către acele culturi ale căror rădăcini ajung mai departe în sol decât adâncimea presupusă a solului, cu condiția ca substanțele să ajungă la această adâncime în cantități considerabile. Este posibil ca acest lucru să nu afecteze atât de mult plumbul, de exemplu, deoarece acesta pare să fie concentrat în cei mai mulți centimetri de sus (Nriagu, 1978; Rickard și Nriagu, 1978), deși există dovezi contradictorii (Martínez García et al., 1999). Se consideră că un conținut constant de volum de apă nu afectează rezultatele atâta timp cât se menține ipoteza omogenității în interiorul solurilor și relația liniară dintre concentrația de apă din pori și concentrația în plante în conformitate cu factorul de bioconcentrare (BCF). Cu toate acestea, fracția de volum constantă a solidelor din soluri are unele implicații atunci când se permite ca conținutul de carbon organic să varieze. Acest lucru va duce la variații ale densității globale a fazei solide din soluri (cf. Ec. (B-10)). Modul în care este definit coeficientul de distribuție de echilibru (a se vedea secțiunea A.2) înseamnă că, cu cât densitatea fazei solide este mai mică, cu atât mai puțină substanță este asociată cu faza solidă. Cu toate acestea, faza de materie organică este extrem de relevantă nu numai pentru substanțele hidrofobe, ci și pentru multe oligoelemente în ceea ce privește repartiția solid-apă (Nriagu, 1978; McCutcheon et al., 1993; Aboul-Kassim și Simoneit, 2001a). O densitate mai mică a fazei solide va duce la o fracțiune adsorbită mai mică și, astfel, la o mobilitate și o biodisponibilitate mai mare a substanței respective în acele zone în care există conținuturi ridicate de carbon organic. Ca urmare, reținerea substanței în respectivele compartimente de sol este redusă, ceea ce poate însemna, potențial, o expunere mai timpurie în comparație cu acele compartimente de sol cu conținuturi mai scăzute de carbon organic. Pentru incertitudinile asociate cu parametrii legați de expunere, consultați United States – Environmental Protection Agency (1998).
Există părți ale mediului care nu sunt incluse în întregime, adică nu fac parte din compartimente proprii sau nu constituie compartimente proprii. În primul rând, mediul marin nu este inclus, ceea ce atrage după sine subestimarea expunerii din cauza lipsei de includere a consumului de pește marin și de crustacee. Același lucru este valabil și în cazul expunerii prin intermediul apei potabile care, în proporții destul de mari, provine din corpurile de apă subterană. O discuție mai detaliată a motivelor pentru care mediul marin și apele subterane, precum și căile de expunere aferente au fost excluse din evaluare este prezentată în secțiunea 7.3. În plus, expunerea prin inhalare a animalelor de fermă nu este luată în considerare. Se consideră că acest lucru nu cauzează o subestimare substanțială a rezultatelor expunerii, ceea ce este în concordanță cu Ewers și Wilhelm (1995) și Wilhelm și Ewers (1999) pentru cadmiu și, respectiv, plumb.