Spatial differentiation into zones and compartments
Externalities are a concept within welfare economics which is mostly of interest to policy makers. Para substâncias que sofrem transporte de longo alcance por avanço no ar ou na água, as externalidades podem ocorrer não só nas proximidades da fonte, mas também em locais bastante distantes onde as substâncias chegam (Comissão Europeia, 1999a; Barbante et al., 2001; Friedrich e Bickel, 2001a; Scheringer e Wania, 2003; Wania, 2003). Estas substâncias podem, assim, ser objecto de transporte transfronteiriço, razão pela qual tais externalidades são na sua maioria de interesse para as autoridades nacionais e/ou governos responsáveis pelos assuntos internacionais. Como resultado, a avaliação das externalidades de tais substâncias requer a operação em larga escala. Além disso, elas devem ser bastante resolvidas espacialmente para permitir que a discriminação de efeitos ocorra em diferentes unidades administrativas. Isto significa, por exemplo, que a libertação de substâncias bastante involuntárias num corpo de água doce não deve levar a concentrações a montante do local de libertação (por exemplo, as emissões para a parte holandesa do Reno aparecem nos lagos alpinos suíços dentro da bacia hidrográfica quando apenas discriminadas de acordo com as bacias hidrográficas, cf. Fig. 4-2). Portanto, um grau bastante elevado de diferenciação espacial deve ser assegurado não apenas durante a avaliação de impacto, mas também durante a avaliação do destino ambiental. A influência da escolha de diferentes resoluções espaciais na delimitação de acordo com as bacias hidrográficas será explorada por uma análise de cenário na secção 9.3.3.
O âmbito geográfico está na sua maioria confinado à Europa (cf. Fig. 4-3). O presente quadro de modelação é estabelecido como um sistema com limites abertos. As exportações de substâncias ocorrem através de fluxos de ar e água ou enterramento de sedimentos. No entanto, não está incluída a importação, uma vez que não são consideradas as importações intercontinentais de água e ar nem as (re)importações de substâncias (por exemplo, contidas em alimentos) de fora da Europa. Assim, substâncias com potencial para serem submetidas, por exemplo, ao transporte intercontinental via ar, correntes oceânicas ou espécies migratórias não podem ser tratadas adequadamente, levando a uma subestimação dos efeitos devido aos limites do sistema aberto. Este transporte intercontinental é mesmo observado para elementos vestigiais ligados a partículas (Church et al., 1990).
O âmbito geográfico do WATSON foi espacialmente diferenciado em zonas de acordo com bacias hidrográficas (cf. secção 4.3). Existem outros critérios de delimitação incluindo uma grelha regular (e.g., Prevedouros et al., 2004) e combinações de bacias hidrográficas com outros critérios (e.g., Devillers et al., 1995; MacLeod et al., 2001). A influência da selecção de um esquema de delimitação deste tipo nos resultados do modelo não é conhecida.
WATSON permite a distinção de vários compartimentos (secções 5.1 e 6.1). Estes são assumidos como sendo internamente homogéneos e com propriedades temporalmente constantes, excepto no que diz respeito às quantidades de substância contidas. A influência da escolha dos compartimentos a considerar é avaliada por meio de uma análise de cenário abaixo.
Como descrito na seção B.4.3, o volume de água de uma zona é composto por riachos e lagos totalmente contidos nessa zona. Se ambos riachos e lagos estiverem presentes, isto significa que praticamente toda a água que entra na zona é suposta fluir através do(s) lago(s) com tempos de residência mais longos, embora apenas partes possam realmente passar através do lago (por exemplo, pequeno lago a leste do lago Vänem dentro da bacia de Götälv, Fig. 6-2). Isto pode levar a maiores concentrações no corpo de água doce desta zona enquanto reduz a entrada para os corpos de água doce a jusante. O efeito líquido na exposição humana e finalmente no impacto depende da distribuição das intensidades de produção dos peixes de água doce e, portanto, não é inequívoco.
Embora a metodologia apresentada seja dependente do local, algumas propriedades não dependentes da substância que influenciam especialmente o destino e a exposição ambiental de uma substância são tratadas como se não variassem no espaço. Esses valores de propriedades não serão representativos para todos os locais aos quais são aplicados. Por exemplo, as profundidades do sedimento, glaciares e compartimentos do solo são invariantes entre zonas. Isto pode subestimar, por exemplo, a absorção das raízes pelas culturas cujas raízes chegam mais longe no solo do que a profundidade suposta do solo, desde que as substâncias atinjam esta profundidade em quantidades consideráveis. Isto pode não afectar tanto o chumbo, por exemplo, como parece estar concentrado na parte superior dos centímetros (Nriagu, 1978; Rickard e Nriagu, 1978) embora existam provas contraditórias (Martínez García et al., 1999). O conteúdo constante de volume de água é considerado como não afetando os resultados desde que se mantenha a suposição de homogeneidade para dentro do solo e a relação linear entre a concentração de água no poro e a concentração da planta de acordo com o fator de bioconcentração (BCF). No entanto, a fração de volume constante de sólidos nos solos tem algumas implicações ao permitir que o conteúdo de carbono orgânico varie. Isto levará a densidades variáveis da fase sólida global nos solos (cf. Eq. (B-10)). O modo como o coeficiente de distribuição de equilíbrio é definido (cf. seção A.2) significa que quanto menor a densidade da fase sólida, menor é a associação da substância com a fase sólida. Contudo, é a fase da matéria orgânica que é altamente relevante não só para as substâncias hidrofóbicas, mas também para muitos elementos vestigiais em termos de divisão de água sólida (Nriagu, 1978; McCutcheon et al., 1993; Aboul-Kassim e Simoneit, 2001a). Uma menor densidade de fase sólida levará a uma fração menor adsorvida e, portanto, a uma maior mobilidade e biodisponibilidade da respectiva substância nas áreas onde existem altos teores de carbono orgânico. Como resultado, a retenção da substância nos respectivos compartimentos do solo é reduzida, o que pode potencialmente significar uma exposição mais precoce quando comparada com os compartimentos do solo com menores teores de carbono orgânico. Para as incertezas associadas com os parâmetros relacionados à exposição, consultar United States – Environmental Protection Agency (1998).
Existem partes do ambiente que não estão incluídas na totalidade, ou seja, não fazem parte ou constituem compartimentos próprios. Primeiro, o ambiente marinho não está incluído, o que leva a que a exposição seja subestimada devido à falta de inclusão do consumo de peixe e moluscos marinhos. O mesmo se aplica às exposições através da água potável que, em graus bastante grandes, tem origem em corpos de água subterrânea. Na secção 7.3 é apresentada uma discussão mais detalhada da razão pela qual o ambiente marinho e as águas subterrâneas, e as vias de exposição relacionadas foram excluídas da avaliação. Além disso, a exposição por inalação de animais de criação não é considerada. Acredita-se que isto não causa uma subestimação substancial dos resultados da exposição que está de acordo com Ewers e Wilhelm (1995) e Wilhelm e Ewers (1999) para cádmio e chumbo, respectivamente.