Obecnie w Europie do określania jakości wód stosuje się około 20 różnych metod wykorzystujących zbiorowiska okrzemek bentosowych. Metody te różnią się celem (określenie ogólnej jakości wody, poziomu saprobowości, poziomu trofii) i sposobem (tabela jakości, spektrum ekologiczne, indeks). Pomimo, iż badania nad wykorzystaniem indeksów okrzemkowych zakrojone są na szeroką skalę, do tej pory nie stworzono indeksu okrzemkowego, który byłby powszechnie wykorzystywany w rutynowym monitoringu wód. Głównymi krajami, w których indeksy okrzemkowe są szeroko stosowane w badaniach wód, są Francja (Prygiel i Coste 1999, Prygiel i in. 1999a, Prygiel 2002) i Wielka Brytania (Harding 1996, Harding i Kelly 1999, Kelly 1999, Kelly 2002). Na przykład, we Francji indeks IBD obowiązkowo stosuje się w zlewniach największych rzek i nieustannie poszerza się istniejącą bazę danych o próby pochodzące z siedlisk określanych jako typowe.
Równolegle w Ministerstwie Środowiska (Ministere de l’Environnement) zatrudniono grupy ekspertów odpowiedzialnych za prowadzenie monitoringu hydrobiologicznego cieków wodnych i opracowanie Systemu Kontroli Jakości (Systeme d’Evaluation de la Qualite) oraz praktycznych narzędzi pomocnych w stosowaniu indeksu IBD, jak np. flory do oznaczania okrzemek (Prygiel i Coste 1999, Prygiel i in. 1999a, Prygiel 2002). Podobny proces wdrażania indeksu TDI-UK do badań jakości wody miał miejsce w Wielkiej Brytani i Walii. Indeks TDI-UK jest wykorzystywany jako jeden z elementów wspomagaj ących ocenę stopnia trofii wód opuszczających oczyszczalnie ścieków (Harding 1996, Harding i Kelly 1999, Kelly 2002).
Wzrost zainteresowania indeksami okrzemkowymi obserwuje się również poza granicami Europy – w Azji, Afryce, Ameryce Północnej i Południowej (Rott i in. 1998, Gómez 1999, Loez i Topalian 1999, John 2000, 2004, Fore i Grafe 2002, Wu i Kow 2002, Hill i in. 2003, Lavoie i in. 2004, Lobo i in. 2004, Pinowska i in. 2004, Stevenson 2004, Taylor 2004).
Na podstawie analizy redundancji RDA najwyższe wartości korelacji pomiędzy parametrami środowiska i indeksami okrzemkowymi na stanowiskach potoków sopockich wykazano dla trzech indeksów: DES, IPS i IDAP. Ocenę stanu środowiska wodnego w potokach przeprowadzono w oparciu o indeks IDAP, gdyż był on jedynym indeksem wykazującym również wysoki stopień korelacji z danymi środowiskowymi na stanowiskach zatokowych. Zastosowanie indeksu IDAP pozwoliło na prześledzenie zmian, z tendencją do pogarszania się jakości wód wzdłuż biegu każdego z potoków.
Zmiany te zachodziły przeważnie w obrębie jednej klasy wód – średnio zanieczyszczonych. Wody określane jako mocno zanieczyszczone obserwowano okresowo jedynie w uj ściach potoków. Analiza wartości indeksu IDAP pozwoliła również na wykazanie zmian w kierunku poprawy jakości wód na stanowiskach środkowego biegu Potoku Babidolskiego i Grodowego (na końcu odkrytych kanałów) oraz spadku jakości na stanowisku (S2) w zbiorniku retencyjnym Potoku Swelinia. W Potoku Babidolskim i Swelinia na stanowiskach zatokowych wykazano wzrost zanieczyszczenia wód w stosunku do stanowisk uj ściowych (okresowo wody zatokowe kwalifikowały się do wód mocno zanieczyszczonych). Klasy jakości wody otrzymane na podstawie indeksu IDAP dla wód ujściowych i zatokowych nie wykazały ścisłej korelacji.
Mimo, iż indeks IDAP został wybrany do oceny jakości wód potokowych na podstawie analiz statystycznych i wyników badań wcześniejszych wskazuj ących na jego korelację z parametrami środowiska cieków wodnych w rejonie Zatoki Gdańskiej (Zgrundo i in. 2001, Zgrundo i in. 2003, Zgrundo i Bogaczewicz-Adamczak 2004), należy pamiętać, iż był on stworzony do oceny jakości wód słodkich w rejonie basenu Artois- Picardie we Francji (Prygiel i in. 1996). Wysokie wartości korelacji tego wskaźnika z parametrami fizycznymi i chemicznymi wód mogą świadczyć o dużym stopniu podobieństwa zbiorowisk okrzemek bentosowych potoków sopockich i przybrzeżnej sterfy Zatoki Gdańskiej do zbiorowisk, które stanowiły podstawę jego opracowania. Z drugiej strony konstrukcj ę tego indeksu maksymalnie uproszczono i ujednolicono, aby był on prostym narzędziem, nie wymagaj ącym szerokiej wiedzy i dużego doświadczenia, i mógł być rutynowo stosowany w monitoringu wód (l.c.). Indeksem okrzemkowym, z którym obecnie w monitoringu jakości wód wiąże się największe nadzieje, jest indeks IPS wykazujący w badanych wodach wysokie wartości korelacji zarówno ze zmiennymi środowiska jak i z indeksem IDAP. Na podstawie tego indeksu otrzymano o klasę lepsze wyniki w ocenie jakości wody w porównaniu z indeksem IDAP (rys. 6.1, 6.2, 6.3, 6.4). Indeks IPS wydaje się być potencjalnie najlepszym indeksem do oceny czystości wód w Europie, gdyż nieustannie pracuje się nad jego modyfikacj ą i powiększa autekologiczną bazę danych dla kolejnych taksonów okrzemek. Liczba taksonów na podstawie, których oblicza się wartości indeksu IPS obecnie przekracza 2500 (Prygiel i in. 1999a). W liczbie tej uwzględniono również synonimy.
Rys. 6.1. Wartości indeksu IDAP uzyskane dla zbiorowisk okrzemek bentosowych w Potoku Haffnera, Babidolskim i Grodowym.
Rys. 6.2. Wartości indeksu IPS uzyskane dla zbiorowisk okrzemek bentosowych w Potoku Haffnera, Babidolskim i Grodowym.
Rys. 6.3. Wartości indeksu IDAP uzyskane dla zbiorowisk okrzemek bentosowych w Potoku Swelinia.
Rys. 6.4. Wartości indeksu IPS uzyskane dla zbiorowisk okrzemek bentosowych w Potoku Swelinia.
Dla stanowisk zatokowych wysoką korelację ze zmiennymi środowiska wykazano dla wspomnianego już indeksu IDAP oraz dla indeksu IDG. W wielu publikacjach również indeks IDG uważa się jako dobre i proste narzędzie do monitorowania rzek w całej Europie bez uprzednich adaptacji (Prygiel i in. 1999a).
Na podstawie badań nad aplikacją indeksów okrzemkowych do oceny czystości wody w Zatoce Gdańskiej (rejon oczyszczalni ścieków w Swarzewie) za najbardziej obiecujące w analizie wód brakicznych uznano IPS, LMI, IDAP i IDG (Bogaczewicz- Adamczak i Dziengo 2003). W badaniach przeprowadzonych dla rzek w południowej części Polski (Odra, Wisła i Raba oraz ich dopływy) do oceny jakości wód słodkich zaproponowano indeks IDG i IPS (Kawecka i in. 1996, Kawecka i in. 1999, Kwandrans i in. 1999).
Ze względu na fakt, iż metodyka stosowania indeksów okrzemkowych opracowana została dla wód śródlądowych, ich wykorzystanie w rutynowym monitoringu słodkich wód płynących, jak i przybrzeżnych w rejonie Zatoki Gdańskiej wymaga dalszych badań, które swoim zasięgiem obejmowałyby stanowiska o szerszym zakresie zmian parametrów środowiska, a tym samym zbiorowiska okrzemkowe o bardziej zróżnicowanej strukturze.
Wykorzystywanie indeksów okrzemkowych na szeroką skalę w krajach europejskich wykazało ich dużą specyfikę. Na podstawie badań przeprowadzonych w wodach trzech rzek Portugalii wykazano, iż indeks DES jest najbardziej odpowiedni do badania jakości wód w tym rejonie (Ferreira 1991). Munoz i Pratt (1994) i Merino i in.
(1995) zastosowali indeks CEE w Hiszpani w rzece Llobregat oraz w zlewni rzeki Valira w Andorze i potwierdzili wartość tego indeksu w wykazywaniu zanieczyszczenia organicznego (całkowity N i P) i mineralizacji (przewodnictwo, zasadowość). W Finlandii dla indeksów okrzemkowych przeprowadzono wiele testów. Podczas pierwszego przeprowadzonego w 1986 roku na 56 śródlądowych ciekach wodnych o silnym prądzie nie wykazano relacji pomiędzy ChZT i różnymi indeksami okrzemkowymi, ale najlepsze rezultaty przy określaniu jakości wód otrzymywano dla indeksu IPS (Eloranta 1995). Następnie, te same indeksy zaaplikowano w latach 1993-1994 w przybrzeżnych ciekach wodnych (Eloranta i Kwandrans 1996, Eloranta i Andersson 1998). W przeprowadzonych badaniach wykazano, iż indeksy IPS, CEE i DES najlepiej odzwierciedlają jakość wody. Natomiast w rzekach południowej i środkowej Finlandii zmiany jakości wód najlepiej odzwierciedlały indeksy TDI-UK i IDAP (Eloranta 1999a, Eloranta i Soininen 2002). Indeks Watanabe (1990) nie dawał poprawnych wyników w większości badanych rzek. Coste i in. (1991), Ivanov i in. 2003b, twierdzą, iż brak satysfakcjonujących wyników dla indeksu WAT wynika głównie z oparcia tego indeksu na dużej liczbie gatunków endemicznych występujących jedynie w Japonii. Pomimo to, indeks WAT był z powodzeniem aplikowany w Rosji (Korneva 1996) i Republice Macedonii (Krstić i in. 1999).
We Francji Coste i in. (1991) badali korelacje pomiędzy wartościami uzyskanymi dla sześciu indeksów okrzemkowych (CEE, DES, IDG, IPS, LMI i SLA) z 1500 prób. Wykazali oni, że zastosowane indeksy dawały bardzo podobne wyniki, chociaż najwyższe korelacje z chemicznymi parametrami wody uzyskano dla indeksów IPS i CEE (Descy i Coste 1990). Wzajemne związki pomiędzy wymienionymi indeksami i 12 chemicznymi czynnikami środowiska wodnego badano również w 355 próbach z Północnej Francji (Prygiel i Coste 1993b). W tym przypadku wszystkie indeksy wykazywały wysoką korelację z zanieczyszczeniami organicznymi (BZT, ChZT, azotem całkowitym, a zwłaszcza fosforem), ale jedynie dla IPS, CEE i IDG uzyskano istotną korelację z elektrolitycznością (wyrażaną jako chlorki, siarczany i przewodnictwo), oraz stopniem trofii (wyrażonym jako chlorofil i azotany). Również badania przeprowadzone w 1994 roku na 188 stanowiskach w zlewni Artois-Picardie (Prygiel i Coste 1999) oraz w 1995 na 172 stanowiskach (Pygiel i in. 1999a) potwierdzają podobieństwo odpowiedzi różnych indeksów okrzemkowych. W Estonii na podstawie badań nad zależnościami pomiędzy wartościami indeksów okrzemkowych i rodzajem substratu, wykazano wysoki potencjał wskaźnikowy indeksów TDI-UK, SHE, DES i WAT (Vilbaste i in. 2004). Dla wód Kareli (północno-zachodnia Rosja) rejonu charakteryzującego się stosunkowo niewielkim zanieczyszczeniem Komulaynen (2004) podaje dwa indeksy dobrze odzwierciedlające zmiany ekologiczne w badanych wodach – TDI-UK i IDAP.
Prawdopodobieństwo opracowania jednej metody wykorzystującej analizę okrzemkową w monitoringu wód płynących wydaje się odległe głównie ze względu na dwa fakty. Po pierwsze istnieje wiele gatunków typowych wyłącznie dla szczególnych rejonów i w dużym stopniu nie są one jeszcze uwzględnione w istniejących bazach danych, po drugie autekologia wielu taksonów różni się w zależności od rejonu badań, mimo to dotychczasowe wyniki badań wykazują dużą zbieżność (Bukhtiyarova 1999, Prygiel i in. 1999a). Duży postęp osiągnięto w ostatnim czasie dzięki stworzeniu standardów dla metod pobierania prób, preparowania, strategii liczenia i identyfikacji okrzemek (Kelly i in. 1998), na bazie których opracowano dokument Europejskiego Komitetu ds. Standaryzacji EN 14407:2004E dla oznaczania, liczenia i interpretacji okrzemek w próbach bentosowych pochodzących z wód płynących. Według niektórych autorów (Prygiel i in. 1999a), jest to najważniejszy etap na drodze całkowitego zaakceptowania okrzemek jako wskaźników jakości wód w całej Europie.