Механизм эвтрофикации водоемов кратко

Обновлено: 05.07.2024

В эвтрофикация это избыток питательных веществ, попавших в водоем, вызывающий массовый взрыв водорослей, цианобактерий и водных растений. Это явление, в свою очередь, вызывает уменьшение растворенного кислорода в воде и, следовательно, влияет на подводную жизнь.

Растворенный кислород уменьшается из-за снижения фотосинтеза погруженными водорослями и растениями. Это происходит как из-за блокировки солнечного света из-за размножения поверхностных растений, так и из-за более высокого уровня потребления кислорода этими популяциями.

Эвтрофикация может происходить по естественным причинам, когда размер или поток воды уменьшается, или из-за сильных дождей, которые переносят питательные вещества в водоемы. Однако в большинстве случаев эвтрофикация происходит по антропогенным причинам.

Проблема эвтрофикации растет во всем мире, и более половины озер мира страдают от нее в той или иной степени. Точно так же в морях увеличиваются мертвые зоны из-за возникновения этого явления, идентифицировав более 700 из них.

Процессэвтрофикация

Эвтрофикация начинается с внесения в воду необычного количества питательных веществ, особенно азота (N) и фосфора (P). Эти вклады могут поступать как из природных, так и из антропных источников, но в любом случае они являются продуктом и причиной экологического дисбаланса.

Избранные организмы

Исключительное потребление необходимых питательных веществ для роста растений способствует развитию инвазивных водных растений и водорослей. Это может быть как фитопланктон, так и макроводоросли, также происходит размножение цианобактерий.

Эти организмы имеют высокие темпы воспроизводства и быстро растут, поэтому при достаточном количестве питательных веществ они имеют конкурентные преимущества. Они растут на поверхности водоема и покрывают всю поверхность.

Свет

Плавающие водоросли и водные растения, покрывающие поверхность, препятствуют проникновению солнечного света в нижние слои воды. Из-за этого погруженные в воду водоросли и растения не могут фотосинтезировать и начинают умирать.

Растворенный кислород

Блокировка подводного фотосинтеза этим поверхностным разрастанием растительной массы также подразумевает уменьшение растворенного кислорода в воде. Кроме того, другие источники растворенного кислорода, такие как обмен с атмосферой, ограничены из-за блокировки, оказываемой поверхностной растительной массой.

Потребность в кислороде

Под поверхностью увеличивается активность разлагающих организмов, особенно бактерий и архей. Это означает увеличение потребности в растворенном кислороде, которая снижается.

Повышение активности разложения является следствием увеличения поступления органических веществ в результате массового роста популяции на поверхности. Влияет также увеличение гибели подводных организмов.

Внутренний вклад органического вещества и внешний - загрязненных стоков требует большего количества кислорода для его биохимической стабилизации (биохимическая потребность в кислороде). Когда кислорода не хватает, накапливается полуразложившееся органическое вещество, вся экосистема впадает в кризис, и жизнь исчезает.

Причины

Эвтрофикация вызвана более высоким содержанием питательных веществ, чем обычный баланс экосистемы. Что может произойти по естественным и искусственным причинам, хотя первые случаются редко.

- Естественные причины

В море

Глубокие течения холодной воды могут вызвать всплески популяции фитопланктона, вытягивая питательные вещества со дна океана на поверхность (апвеллинг). Точно так же цветение или цветение водорослей - это природное явление, вызванное различными факторами, способствующими росту фитопланктона.

В таких благоприятных условиях происходит необычный рост популяции динофлагеллят и диатомовых водорослей. Некоторые виды микроводорослей безвредны и полезны, но другие - токсичные водоросли, например динофлагелляты этого рода. Александрий.

Эта токсичность связана с выбросом микроводорослями токсинов, таких как сакситоксин, сигуатоксин и гониатоксины.

В пресной воде

Реки, вытекающие из русла, образуют меандры или обозначенные кривые, которые иногда остаются изолированными. Таким образом образуются подковообразные лагуны, которые питаются дождевой водой, стоком или периодическими разливами рек.

В этих водоемах концентрация питательных веществ выше, чем в реке, потому что нет оттока. Следовательно, явления естественного эвтрофикации происходят с распространением водорослей и водной растительности.

- Антропные причины

Самой важной причиной эвтрофикации сегодня является загрязнение водоемов в результате деятельности человека. Особенно сточные воды без надлежащей очистки и диффузные загрязнения от сельского хозяйства, что является наиболее важным во всем мире.

Удобрения и пестициды

Химические удобрения состоят из соединений, специально разработанных для обеспечения необходимых питательных веществ для роста растений. Основная формула удобрения включает азот (N), фосфор (P) и калий (K).

В сельскохозяйственных системах применение этих продуктов неэффективно, так что около 60% смывается сточными водами. Эти питательные вещества попадают в водоемы, такие как реки или, наконец, озера и океаны, переносятся сточными водами.

Городские сточные воды

Сточные воды домов, офисов и заводов содержат большое количество органических и неорганических веществ, способствующих эвтрофикации. Бытовые сточные воды содержат большое количество органических веществ, которые, если их не обработать, попадают в водоемы.

Мыло и моющие средства, используемые в средствах личной гигиены, дома и в других помещениях, также содержат фосфаты и нитраты.

Кислотный дождь

Промышленность выбрасывает в атмосферу газы, содержащие, среди прочего, оксиды азота. Эти газы, реагируя с водяным паром, производят кислоты, которые осаждаются и достигают водоемов.

Эти соединения являются дополнительными источниками нитратов, которые являются одними из основных питательных веществ, способствующих росту растений.

Глобальное потепление

Повышение глобальной температуры способствует эвтрофикации, поскольку теплые воды способствуют размножению водорослей и водных растений. С другой стороны, количество растворенного кислорода уменьшается пропорционально повышению температуры воды.

- Способствующие факторы

Другие факторы способствуют развитию эвтрофикации, в том числе отсутствие подвижности воды, небольшая глубина, низкий поток и высокие температуры воды. Чем меньше воды в водной экосистеме или чем медленнее скорость ее обновления, тем быстрее достигается насыщение питательными веществами.

Последствия

Эвтрофикация - серьезная проблема, которая в основном затрагивает пресноводные экосистемы, но также встречается и в морских экосистемах. Во всем мире около половины озер подвержены некоторому уровню эвтрофикации, и многие реки, а также прибрежные районы имеют мертвые зоны по этой причине.

- Исчезновение жизни в экосистеме

Основное последствие эвтрофикации - уменьшение биоразнообразия в экосистеме и, наконец, исчезновение водных организмов.На ранних стадиях избыток питательных веществ способствует размножению инвазивных организмов, которые демонстрируют быстрый рост и размножение в этих условиях.

По мере преобладания этих видов они вытесняют остальные виды в экосистеме, уменьшая их биологическое разнообразие. По мере развития эвтрофикации условия на подводном уровне становятся неблагоприятными для жизни, и организмы погибают.

Таким образом исчезают погруженные в воду рыбы, водоросли и растения, а также другие водные организмы из-за недостатка кислорода и света. Конечным пунктом назначения, если эвтрофикация продолжится, станет почти полное исчезновение водных организмов.

Токсичные газы

Активность анаэробных бактерий производит токсичные газы, такие как сероводород, вызывая большую гибель водных организмов.

Воздействие по всей площади

Воздействие распространяется на наземные экосистемы, поскольку те живые существа, которые зависят от водоема, также погибают или мигрируют. Это связано как с потерей источника пищи, так и с ухудшением питьевого качества воды.

- Снижение производства продуктов питания

В эвтрофированных районах производство продуктов питания снижается по мере сокращения рыболовства, поскольку первыми затронутыми организмами являются рыбы. В случае рек и морей они вынуждены покинуть этот район, а в озерах они исчезают.

- Потеря источников питьевой воды

Питьевая вода должна соответствовать условиям качества, включая уровень растворенного кислорода, pH и отсутствие органических и неорганических примесей. Когда происходит эвтрофикация, вода в экосистеме снижает содержание растворенного кислорода и накапливает большое количество разлагающегося органического вещества.

Это, в свою очередь, вредно для здоровья и вызывает неприятный запах и изменение цвета, несовместимое с его использованием в качестве питьевой воды. PH воды изменяется, она становится более кислой из-за присутствия органических кислот.

Состояние здоровья

На здоровье населения может повлиять потребление непитьевой воды из эвтрофных водоемов. Кроме того, размножение некоторых микроводорослей вносит токсины в воду и организм, который ее потребляет.

Аналогичным образом, увеличение количества анаэробных бактерий вызывает выброс токсичных газов, таких как сероводород и метан.

- Снижение туристической активности

Водные экосистемы являются важными полюсами туристической привлекательности, источником работы и местного развития. Этим выгодам угрожает эвтрофикация, поскольку она влияет как на биоразнообразие, так и на ландшафтные ценности данной территории.

- Экономические потери

Как следствие всего вышесказанного, эвтрофикация приводит к большим экономическим потерям в виде сокращения рыболовства, доходов от туризма и использования воды.

Решения

К решению проблемы эвтрофикации необходимо подходить с точки зрения предотвращения этого явления и его устранения.

- Профилактика

Отправной точкой для предотвращения эвтрофикации является осведомленность граждан о ее существовании, причинах и последствиях. Таким образом, граждане могут лоббировать принятие необходимых мер.

Избегайте загрязнения воды

Основное решение проблемы эвтрофикации из-за антропогенных причин - уменьшение загрязнения воды. Для этого необходимо провести соответствующую очистку бытовых и промышленных сточных вод перед сбросом в водные объекты.

Также необходимо контролировать другие косвенные источники загрязнения воды, такие как выбросы газов, вызывающие кислотные дожди.

Новая модель сельского хозяйства и животноводства

Загрязнение воды в результате сельскохозяйственной деятельности и животноводства носит диффузный характер, то есть источники загрязнения невозможно точно определить. Таким образом, решение проблемы вклада загрязняющих веществ в эти виды деятельности заключается в изменении технологических схем производства.

Требуется сельское хозяйство, использующее меньше ресурсов, особенно удобрений и гербицидов, соединений, которые вносят нитриты и фосфаты в воду. Таким образом, сельскохозяйственные системы с закрытой циркуляцией питательных веществ, такие как гидропоника, меньше загрязняют окружающую среду с точки зрения вклада в экосистемы.

Также необходимо уделять внимание управлению органическими отходами, сбору и очистке сточных вод в системах животноводства.

- Восстановление

Если в водоеме начался процесс эвтрофикации, есть несколько альтернатив для решения проблемы.

Экстракция овощной массы

Учитывая распространение плавающих водных растений, таких как ленна (Lennaceae), бора (Эйхорния крассипес) или другие, возможно реализовать программы сбора. Он заключается в массовом удалении растений с поверхности водоема с помощью перетаскивания майя.

Очистка воды

В тяжелых случаях загрязнения вода может подвергаться очистке путем рециркуляции из водоема на очистные сооружения.

Биологический контроль

Есть некоторые организмы, которые потребляют водоросли и водные растения, размножающиеся при эвтрофикации. Используются гетеротрофные проти-пасты, то есть они потребляют микроводоросли для уменьшения популяций, которые размножаются при эвтрофикации.

Грибок также использовалсяCercospora piaropi для контроля Эйхорния крассипес, плавающее покрытосеменное растение, которое размножается в эвтрофных условиях.

Химический контроль

Альтернативой является флокуляция и осаждение микроводорослей, особенно в случаях токсичного цветения водорослей. Это достигается добавлением таких продуктов, как гипохлорит натрия (NaOCl), глины (каолинит) или их комбинаций, таких как хлорид полиалюминия с бентонитом. Эти продукты притягивают и удерживают микроводоросли, образуя хлопья или массы, которые затем осаждаются на дно.

Примеры территорий с эвтрофикацией

- Морские мертвые зоны или зоны

Программа ООН по окружающей среде указывает на существование более 700 мертвых зон в мировом океане. Эти мертвые зоны возникают из-за низкой концентрации растворенного кислорода из-за эвтрофикации, и их оценочная площадь превышает 240 000 км².

Мертвая зона Мексиканского залива

Одна из самых обширных морских мертвых зон в мире - это так называемая мертвая зона Мексиканского залива. Это более 20 700 км² моря, которое страдает серьезными проблемами эвтрофикации с распространением плавающих макроводорослей и микроводорослей.

Основная причина эвтрофикации этого района - загрязненные воды реки Миссисипи, которая впадает в залив. Миссисипи проходит через большую часть сельскохозяйственной зоны Северной Америки, являясь водосборным бассейном с высокой нагрузкой сельскохозяйственных загрязнителей.

- Черное море

В этом внутреннем море, расположенном между Европой и Азией, с 1970-х годов отмечается усиление цветения водорослей. Это привело к сокращению популяций мелководных видов.

Согласно информации Европейского агентства по окружающей среде, гипоксические и аноксические явления возникают каждое лето в результате деятельности водорослей. Все это из-за эвтрофикации биогенными веществами, полученными в результате сельскохозяйственной и промышленной деятельности в бассейне этого моря.

Чувствительность к эвтрофикации

Поскольку это внутреннее море, единственное косвенное соединение которого с океаном - пролив Босфор, обновление воды происходит очень медленно. Это, в сочетании с высоким уровнем загрязнения бассейнов, из которых он питается, делает его особенно восприимчивым к эвтрофикации.

Фактически, средние концентрации нитратов и фосфатов увеличились в 18 раз с 1960 по 1992 год. Наибольший вклад загрязняющих веществ поступает из бассейнов рек Дунай, Днепр и Днестр.

- Озеро Валенсия

Это озеро, также называемое озером Лос-Такаригуас, расположено в северо-центральной части Венесуэлы на площади 344 км². Он образует эндорейный бассейн, то есть закрытый, площадью 3140 км². Многие из его притоков проходят через города в центре страны, такие как Валенсия и Маракай, с большим населением и промышленными зонами.

Большая часть городских и промышленных сточных вод сбрасывается в реки, превращаясь в дренажные каналы без надлежащей очистки. Это привело к накоплению огромного количества загрязнителей, включая органические и неорганические питательные вещества, в течение десятилетий.

С 1974 года концентрация азота в озере увеличилась вдвое, а фосфора - втрое. Ставка выше допустимых 146% для азота и 250% для фосфора. Все это привело к масштабному явлению эвтрофикации, которое сейчас далеко продвинулось.

Чтобы избавить водоемы от гибели, необходимо обнаружить причинные механизмы эвтрофикации. Убавить высокое содержание биогенных компонентов можно, если качественно прочистить гидрофитную экосистему.

Внешние признаки загрязнения пруда

Заметными знаками загрязненного водоема являются:

появление около водоемов с растениями отталкивающего запаха;
образование верхней грязной пленки на поверхностном слое водоемов;
дно усеяно содержанием грузного осадка из органических элементов;
бесконтрольное увеличение водорослей, верхней мути и появление разнообразного фитопланктона, растений и бактерий.

Эти знаки показывают отмирание водной экосистемы.

Причины загрязнения

Из причин эвтрофикации выделяют:

естественное природное старение водоемов. Если водоем старый, то его дно заполнено органическими частицами. Водоем теряет свою прежнюю глубину и больше походит на болото;
комбинированную эвтрофикацию, которая включает верхнее засорение водоемов листвой, загнившими растениями, стоковыми водами, органическими биогенными отходами от путешественников и антропогенное происхождение загрязнений. Это сброс в водную экосистему удобрений с элементами фосфора и частиц азота.

Последствия

Из-за явления эвтрофикации биологический механизм водоема поражается, что вызывает глубинные последствия:

в наружном слое водоемов увеличиваются органические питательные элементы, которые влияют на разрастание водорослей и размножение простейших, которые поглощают питательный фитопланктон. В период эвтрофикации водоем выглядит, как ковер из растений. Отработавшие водные бассейны превращаются в смрадные воды;
дно водоемов не предназначено для уменьшения содержания кислорода. Это вызывает уничтожение водных животных, простейших и растений. При явлении эвтрофикации без достаточного поступления кислорода на дно, в водоемах размножаются бактерии анаэробного происхождения;
аэробные бактерии, требовательные к поступлению кислорода, становятся неспособными вовремя утилизировать отмершие водоросли, растения, простейших и животных. Поэтому при эвтрофикации дно водоемов переполнено ядами. Дно водоемов претерпевает увеличение температурного уровня. Это приводит к отмиранию растений, требовательных к систематическому поступлению кислорода и его большому содержанию;
эвтрофикация превращается в массовое отмирание флоры, простейших, животных, растений, водоем трансформируется в болото;
водоемы, подвергшиеся антропогенной эвтрофикации, остаются непригодными для жизни, требовательной к поглощению кислорода органической флоры;
водные ресурсы из водоема с загрязненным фитопланктоном употреблять нельзя.

Как очистить водоемы?

Чтобы остановить эвтрофикацию в водоемах, применяют следующую очистку:

механическую. Метод предназначен для уменьшения в водоемах большого и среднего объема органических частиц. Для этого в водоем погружают насосный механизм, через верхний фильтр которого происходит очистка водоемов природного происхождения. Насосный способ самый доступный;
биологическую. Способ основан на применении разнообразных бактерий, которые перерабатывают лишний фосфор и частицы азота. В итоге эвтрофикация останавливается, в водоемах восстанавливается органическое биогенное равновесие. Бактерии, не требовательные к поступлению кислорода, вымирают. Для реализации метода может потребоваться разграничение, какие бактерии предназначены для развития водной экосистемы;
ультрафиолетовую. Происхождение способа основано на поставке в водоем высокого количества солнечного света. Ненужные бактерии перестают воспроизводиться. Однако способ имеет минимальную доступность из-за высокой цены;
химическая. Способ предназначен для избавления от эвтрофикации путем добавления в водоемы химикатов, которые регулируют органическое биогенное и кислотно-щелочное равновесие. Доступность метода максимальна, если знать какой вид бактерий следует сохранить, а какие питательные частицы может потребоваться уничтожить.

Применение солнечного света для уничтожения последствий эвтрофикации менее распространено. Обычно от цветения на водоемах используют химический, а также биологический способы.

Насосный механизм в водоемах нужен как после антропогенных последствий эвтрофикации, так и как профилактика уменьшения цветения.

Иногда может потребоваться совмещение биологического и химического способа. Химикалии смывают в водоем, и простейшие начинают вымирать. Кислород возобновляется, и требовательные полезные растения исконного происхождения восстанавливаются.

Для водоемов с верхними водными трубами проводят прочистку от азота и вносят удобрения с фосфором. Они смывают колонии бактерий и простейших. Затем дно прочищают насосными аппаратами для вымывания отработавшего слоя водоема.

Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов.

Природный водоем представляет собой биологически сбалансированную экологическую систему, настроенную на самоочищение и самовосстановление. Это естественное состояние биологического баланса закрытого или слабопроточного водоема: пруда, озера, может быть нарушено как в результате естественного старения водоема, накапливания в водоеме естественной органики: листвы, веток, экскрементов рыб и водоплавающих птиц, отмерших водных растений,, так и в результате интенсивного загрязнения водоема органическими веществами и питательными (биогенными) элементами: мусор, ливневые сточные воды, нанос с полей и дорог, плохо очищенные сточные воды, канализация, удобрения в изобилии доставляют в водоем органику.

Во введении говорилось, эвтрофикация - процесс обогащения водоемов питательными веществами, особенно азотом и фосфором, главным образом биогенного происхождения. В результате происходит постепенное зарастание озера и превращение его в болото, заполненное илом и разлагающимися растительными остатками, которое, в конце концов, полностью высыхает. В естественных условиях этот процесс занимает десятки тысяч лет, однако в результате антропогенного загрязнения протекает очень быстро. Так, например, в маленьких прудах и озерах под влиянием человека он завершается всего за нескольких десятилетий.

Принято различать антропогенное и естественное эвтрофирование. Антропогенное эвтрофирование обусловлено возрастанием потоков биогенных веществ в биосфере в результате хозяйственной деятельности человека и протекает значительно быстрее, чем естественное.

Естественное эвтрофирование водоемов обусловлено постепенным накоплением в водоемах органических и биогенных веществ в течение длительных геологических периодов времени.

Концепция естественного эвтрофирования не базируется на тенденциях климатических изменений, и озера проходят различные стадии своего развития от олиготрофной до эвтрофной при постоянном состоянии климата. Как известно, озера в ландшафте играют роль накопительных систем, аккумулируя приносимые с притоками минеральные и органические вещества. При длительной эволюции озера такой фактор как изменение глубины в результате заиления озера оказывает влияние не только на характеристики водообмена, но и на особенности гидрологической структуры водных масс, следствием изменения которой выступают изменения термического режима, условий вертикального перемешивания, стратификации озера, т.е. важные абиотические факторы первичной продуктивности экосистемы озера. Поэтому процесс эвтрофирования озер протекает постоянно, даже в условиях теоретически полного отсутствия антропогенного влияния, следовательно, естественное эвтрофирование водоемов имеет место в природе.

Проблема антропогенного эвтрофирования водоемов возникла в 20-х годах ХХ века и за короткий срок приобрела значение одной из актуальных. Эвтрофирование водоемов стало распространяться с угрожающей скоростью на всех континентах и стало повсеместным явлением. В настоящее время оно охватывает около 90% всех озер мира, включая крупнейшие из них (Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др.). Однако серьезное внимание этим процессам начали уделять лишь в середине ХХ века, когда во многих озерах Европы и Северной Америки негативные последствия эвтрофирования привели к угрожающим последствиям их экологического состояния. Эвтрофирование большинства водоемов происходит в основном за счет поступления в них стоков, богатых биогенными соединениями.

Водоемы обладают уникальным свойством – способностью к самоочищению за счет жизнедеятельности обитающих в них организмов. Под самоочищением понимается комплекс воздействия на экосистему водоема физических, химических и в первую очередь биологических факторов, в результате которых качество воды возвращается к первоначальному (или близкому к нему) состоянию. Разумеется, это происходит при небольшой степени загрязнения водоемов. Ксенобиотики и другие загрязнители, как правило, препятствуют процессу самоочищения.

В процессах самоочищения принимает участие весь комплекс биоценоза, включающий водных растений, животных, бактерий, грибов, рыб. Одни из них обладают механической очистительной способностью, другие могут аккумулировать в своих органах химические соединения, третьи – минерализуют сложные загрязняющие вещества, обладающие мутагенными и канцерогенными свойствами. Несомненно, наибольшую роль в этих процессах играют бактерии, грибы, простейшие в комплексе с водной растительностью.

Необходимо отметить, что очистительной способностью обладает стабильный комплекс организмов, составляющих биоценоз экосистемы. Чем богаче видовое разнообразие, тем быстрее осуществляются эти процессы.

Загрязнение водоема в первую очередь отрицательно воздействует на ключевой элемент биологического равновесия и самоочищения водоема - состав полезной микрофлоры водоема (биоценоз). Число полезных микроорганизмов в 1 мл. загрязненной воды резко сокращается, обедняется и изменяется их видовой состав, в то же время в грязной воде активно развиваются потенциально опасные микроорганизмы функционирующие при +30-37 С, таким образом загрязнением подавляются микробное, и другие виды самоочищения.

Вследствие недостаточности наших знаний о закономерностях эвтрофикации и ее природы применяемые методы борьбы с этим явлением пока несовершенны. Используемые для этих целей медный купорос, некоторые пестициды, коагулянты, полиакриламид токсичны для рыб и водных организмов, поэтому не могут быть рекомендованы для борьбы с цветением воды на рыбохозяйственных объектах.

Наиболее целесообразным является сбор сине-зеленых водорослей путем их засасывания из поверхностных слоев воды при помощи плавучих насосных установок и транспортировки массы на поля фильтрации или в бассейны для отстоя. После освобождения от избытка воды они могут быть использованы в качестве удобрений в сельском хозяйстве.

2. Механизм воздействия эвтрофирования водоемов:

1. Повышение содержания биогенных элементов в верхних горизонтах воды вызывает бурное развитие растений в этой зоне (в первую очередь фитопланктона, а также водорослей - обрастателей) и увеличение численности питающегося фитопланктоном зоопланктона. В результате прозрачность воды редко снижается, глубина проникновения солнечных лучей уменьшается, и это ведет к гибели донных растений от недостатка света. После отмирания донных водных растений наступает черед гибели прочих организмов, которым эти растения создают места обитания или для которых они являются вышерасположенным звеном пищевой цепи.

Эвтрофирование представляет собой смену богатой экосистемы, основанной на бентосной растительности, на простую, основанную на фитопланктоне.

В данной работе были также отмечены виды эвтрофикации:
- антропогенная эвтрофикация водоемов;
- естественная эвтрофикация водоемов.

Во 2 пункте работы был рассмотрен механизм воздействия эвтрофикации на водоемы.

Все эти процессы протекают относительно медленно и даже в условиях высокой антропогенной нагрузки занимают десятилетия, но именно в этом заключается главная опасность эвтрофирования. Изменения экосистемы водоема достаточно глубоки и периоды возможного восстановления экосистем оказываются очень длительными.

Подводя итог, можно сказать, что нарушение или искажение механизмов самоочищения водоемов приводит к эвтрофикации (заболачиванию) и деградированию водоема - постепенной смене типов водной экосистемы, когда каждый последующий тип экосистемы представляет собой более примитивную модель по сравнению с предыдущим. Для спасения и восстановления водоема необходима интенсивная очистка воды и донных отложений от гниющей органики и биогенных элементов, восстановление кислородного режима и механизмов биологического самоочищения водоема. Борьба с загрязнением водоема, эвтрофикацией, массовым ростом сине-зеленых водорослей, тины, ряски не должна рассматриваться отдельно от очистки водоема от органического и биогенного загрязнения, восстановления биологического баланса и самоочищения.

Вы знаете об эвтрофикации воды? Есть много экологических проблем, связанных с загрязнением воды. Мы определяем загрязнение воды в качестве потеря природных свойств воды и ее состава из-за внешних факторов, будь то естественных или искусственных. Есть много типов загрязнителей, которые способны модифицировать, изменять и ухудшать внутренние характеристики воды. В результате загрязнения воды он теряет свою функциональность в экосистемах и больше не пригоден для питья для людей, а также становится токсичным.

Среди существующих сегодня видов загрязнения воды мы поговорим о эвтрофикация. Эвтрофикация воды - это естественный процесс в водных экосистемах, образованный обогащением питательных веществ, производимых избыток органического вещества сбрасывается в реки и озера в результате деятельности человека. Какие проблемы вызывает эвтрофикация вод как для человека, так и для природных экосистем?

Определение качества воды

Чтобы начать разговор об эвтрофикации воды (как мы уже упоминали ранее, это вид загрязнения воды), мы должны определить, в соответствии с действующим законодательством, что такое вода в хорошем состоянии.

Мы определяем качество воды как набор физических, химических и биологических параметров, которые имеет эта вода и которые которые позволяют жизнь живущим в нем организмам. Для этого он должен иметь несколько характеристик:

Не содержать опасных для потребителей веществ и микроорганизмов.
Не содержать веществ, придающих ему неприятные характеристики при употреблении (цвет, мутность, запах, вкус).

Чтобы узнать, в каком состоянии находится вода, мы должны сравнить параметры, полученные после анализа в лаборатории, с некоторыми стандартами качества воды. Эти стандарты установлены Директивой 2000/60 / EC Европейского парламента и Совета, которая устанавливает рамки действий сообщества в области водной политики, более известные как Рамочная директива по воде. Эта Директива направлена на достижение и поддержание хорошего экологического и химического статуса воды.

Эвтрофикация вод

За последние 200 лет человек ускорил процессы эвтрофикации, изменив как качество воды, так и структуру живущих в ней биологических сообществ.

Эвтрофикация производит массовый рост микроводорослей это окрашивает воду в зеленый цвет. Этот цвет заставляет солнечный свет не попадать в нижние слои воды, поэтому водоросли на этом уровне не получают свет для фотосинтеза, что приводит к гибели водорослей. Гибель водорослей создает дополнительный вклад органического вещества, так что место становится гниющим и восстанавливающей средой (это означает, что среда с низким содержанием кислорода).

Последствия эвтрофикации вод

Когда происходит эвтрофикация, вода значительно теряет потенциальные возможности использования, для которых она предназначена, а также вызывает гибель животных, разложение воды и рост микроорганизмов (в основном бактерий).

Кроме того, во многих случаях микроорганизмы представляют опасность для здоровья человека, как в случае с патогенами, передающимися через воду.

Эвтрофикация изменяет характеристики окружающей среды водных экосистем изменение пищевой цепи и увеличение энтропии (беспорядка) экосистемы. Это имеет такие последствия, как потеря биоразнообразия в экосистемах, экологический дисбаланс, поскольку при меньшем количестве видов, взаимодействующих друг с другом, уменьшается богатство и генетическая изменчивость.

Как только территория теряет свой потенциал или естественное биоразнообразие, виды, которые являются более оппортунистическими, размножаются, занимая ниши, ранее созданные другими видами. Экологические последствия эвтрофикации воды сопровождаются: экономические последствия. Потеря питьевой воды и хорошее состояние рек и озер приводят к экономическим потерям.

Этапы эвтрофикации вод

Эвтрофикация вод не происходит мгновенно, а проходит в несколько этапов, как мы увидим ниже:

Олиготрофная стадия

Обычно это нормальное и здоровое состояние экосистем. Например, речная экосистема со средним содержанием питательных веществ, достаточным для поддержания видов животных и растений, которые в ней живут, и с достаточной степенью освещенности, чтобы водоросли могли фотосинтезировать внутри нее.

В олиготрофной стадии вода имеет значительную прозрачность и в ней есть животные, которые дышат и фильтруют кислород.

Подача питательных веществ

Ненормальное поступление питательных веществ может быть спорадическим, случайным или стать чем-то постоянным с течением времени. Если время от времени происходит разлив, вызывающий избыток питательных веществ в реках, экосистема может восстановиться. Однако, если дополнительный запас питательных веществ становится непрерывным, начнется взрывной рост растений и водорослей.

Есть одноклеточные водоросли, которые растут в воде, в той же фотической зоне. Поскольку они являются фотосинтезирующими водорослями, они придают воде зеленоватый цвет, который препятствует прохождению света на глубинах, которых он достиг ранее. Это создает проблему для тех растений, которые расположены ниже световой зоны, поскольку, не получая достаточного количества солнечного света, они не могут фотосинтезировать и умереть.

Кроме того, из-за избытка питательных веществ популяции растений и водорослей экспоненциально растут, и, как и во всех природных экосистемах, нарушается экологический баланс. Сейчас ситуация выглядит так: много питательных веществ для большого количества населения. Однако такая ситуация не может продолжаться долго, главным образом потому, что население истощает питательные вещества и в конечном итоге умирает и возвращается на дно реки или озера.

Эвтрофная стадия

Мертвое органическое вещество на дне разлагается бактериями, которые потребляют кислород, а также могут выделять токсины, смертельные для растений и животных.

Отсутствие кислорода приводит к гибели донных моллюсков, а также гибели рыб и ракообразных или их бегству в незатронутые районы. Могут появиться инвазивные виды, привыкшие к недостатку кислорода (например, усики и окуни могут вытеснить лосося и форель).

Если эвтрофикация очень выражена, можно создать бескислородную зону на дне реки или озера в котором вода слишком густая, темная и холодная и не допускает роста водорослей или животных.

Причины эвтрофикации вод

Эвтрофикация вод может происходить разными путями, как естественными, так и человеческими. Почти все случаи эвтрофикации воды во всем мире вызваны деятельностью человека. Это основные причины:

Сельское хозяйство

В сельском хозяйстве они используются азотные удобрения удобрять посевы. Эти удобрения просачиваются сквозь землю и достигают рек и грунтовых вод, вызывая дополнительный приток питательных веществ в воду и вызывая эвтрофикацию.

Тип эвтрофикации, вызываемой сельским хозяйством, является полностью рассредоточенным, поскольку его концентрация распространяется на многие районы, и не все они одинаковы.

животноводство

Помет животных богат питательными веществами, особенно азотом (аммиаком), который растения используют для роста. Если с экскрементами домашнего скота не обращаться должным образом, они могут в конечном итоге привести к загрязнению близлежащих водоемов.

Обычно сбросы или загрязнение вод вблизи животноводческих территорий. происходить своевременно и он не полностью эвтрофизирует воду.

Городские отходы

Городские отходы, которые в наибольшей степени могут вызывать эвтрофикацию воды: фосфатные моющие средства. Фосфор - еще одно важное питательное вещество для растений, поэтому, если мы добавим в воду большое количество фосфора, растения будут чрезмерно размножаться и вызывать эвтрофикацию.

Производственная деятельность

Промышленная деятельность также может быть источником питательных веществ, которые могут производят определенные источники эвтрофикации. В случае промышленности, помимо многих других токсинов, могут выводиться как азотсодержащие, так и фосфатные продукты.

Подобно эвтрофикации, вызванной городскими отходами, она в высшей степени пунктуальна и с большой силой затрагивает определенные районы, когда происходит.

Загрязнение атмосферы

Не все выбросы парниковых газов могут вызывать эвтрофикацию вод. Однако они выделяют оксиды азота и серы, которые вступают в реакцию в атмосфере и производят кислотные дожди.

30% азота, попадающего в моря, попадает через атмосферу.

Лесохозяйственная деятельность

Если лесные остатки остаются в воде, когда они разлагаются, они вносят весь азот и остальные питательные вещества, которые были у растения. Опять же, это дополнительный запас питательных веществ, который вызывает эвтрофикацию.

Эвтрофикация воды - всемирная проблема, затрагивающая все источники пресной воды. Это проблема, которую необходимо решить как можно скорее, поскольку с изменением климата количество засух будет увеличиваться, и мы должны сохранить все доступные ресурсы пресной воды на планете.

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Читайте также: