اضطر الكثير منا إلى مشاهدة صورة عندما تتحول بركة أو أوتاد أو بحيرة كانت جميلة في السابق إلى ضباب أخضر قبيح. ماذا يحدث لهذه الخزانات وما الذي يمكن أن يساعدهم في الحفاظ على نظامهم البيئي؟

هذا يدمر البيئة المائية

علميًا ، تسمى هذه الظاهرة الضارة التخثث. تعني هذه الكلمة حرفيًا "تغذية وفيرة" ، أي أن الخزان مملوء بالنيتروجين والفوسفور ، مما يؤدي بدوره إلى "ازدهار" المياه وتقليل جودتها. يساهم هذا الفائض أيضًا في الظهور المفرط للكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. كل هذا يؤدي إلى انخفاض الأكسجين في الماء ، مما يؤدي إلى موت الأسماك الجماعي. أيضًا ، نظرًا لتضخم الطحالب ، فإن باقي نباتات الخزانات لا تتلقى ما يكفي من أشعة الشمس ، مما يؤدي إلى استنفاد النباتات.

أسباب التلوث

غالبًا ما يكون التخثث مجرد عملية طبيعية لشيخوخة البحيرة. لمئات السنين ، يستقر الطمي باستمرار في القاع ، حيث يتوقف الوعاء عن الماء العميق. لذلك ، تتحول البركة التي كانت نظيفة مرة واحدة إلى مياه موحلة راكدة غير مناسبة للأسماك. هناك أيضًا شيء مثل التخثث المشترك. في هذه الحالة ، يتم تسهيل مسار "الخراب" من خلال العديد من العوامل ، مثل الأوراق المتساقطة والأشجار المتساقطة والقمامة من المارة والسائحين. لكن هذه ليست المصادر الوحيدة لتلوث المياه. تعاني العديد من المياه فقط بسبب الأنشطة البشرية. لقد وسعت الطبيعة هذه العمليات الراكدة لآلاف السنين ، لكن الناس تمكنوا من تسريعها وإفسادها في غضون عقود قليلة. هذا يرجع إلى انبعاثات وفيرة من الأمونيا و

تأثيرات

أدت أسباب التخثث في المسطحات المائية ، التي تم ذكرها ، إلى حقيقة أن الكائنات الحيوية تبدأ في الظهور بشكل مكثف في البيئة المائية. يساهمون في العمليات التالية:

1. تبدأ الكائنات الحية في الماء بالموت وتسقط في القاع. يختفي الأكسجين عمليا بسبب التحلل الملحوظ في العمق. وبسبب هذا ، تموت بقية الأسماك أيضًا ، مما يؤدي إلى بدء سلسلة جديدة ، وتتحلل ، ويختفي الأكسجين ويزيد التخثث. هذا بدوره يبدأ تقريبًا
2. يصبح الماء مظلمًا بسبب ظهور عدد كبير من العوالق. لهذا السبب ، لا يستطيع الضوء اختراق القاع ، ونتيجة لذلك تختفي النباتات المفيدة من الخزانات في العمق. بدون نباتات تحت الماء ، لا يمكن أن يتشكل الأكسجين.
3. في الصيف ، بسبب المواد الحيوية ، يصبح الوضع أكثر تعقيدًا ، لأن المياه الباردة المتدفقة في القاع والمياه الساخنة من الأعلى لا يمكن أن تمتزج ، وبالتالي ، يزداد التخثث في المسطحات المائية.
4. مع بداية المساء ، تبدأ كمية كبيرة من العوالق في امتصاص الأكسجين المتبقي ، مما يؤدي إلى استنفاد الخزان بحلول الصباح ، وتترك الأسماك بدون هواء. هذا يؤدي إلى وفاتها.
5. إذا كان الخزان بمثابة مصدر للمياه للسكان ، فقد يصبح غير صالح للاستخدام بمرور الوقت. يحدث هذا بسبب حقيقة أن العمليات اللاهوائية تساهم في ظهور العناصر السامة في الماء ، مثل الميثان وكبريتيد الهيدروجين.

علامات التلوث

يتم تحديد التخثث في المسطحات المائية بواسطة الخصائص الخارجية. ينضح السائل برائحة مميزة "ثقيلة" ، وتظهر طبقة البلاك على سطحه. يمكنك أيضًا ملاحظة المظهر الغزير للطين ، "جزر" الطحالب مع الطحلب البطي. هذا اللون الأخضر الماء في الظل المناسب. تظهر كتلة سميكة ، لزجة وغير سارة من الرواسب العضوية في القاع. إذا تركت هذه العملية للصدفة ، فستتجلى البركة قريبًا وتصبح مستنقعًا.

البيئة البحرية والنيتروجين

لسوء الحظ ، فإن بعض البحار معرضة أيضًا لتأثيرات مدمرة. في الأساس ، يدخل النيتروجين هذه المياه من الأراضي المجاورة التي يستقر عليها. اغسل هذا العنصر من التربة وحمله إلى البحر. عادة ما يسود مناخ دافئ في هذه المناطق ، مما يؤدي إلى التحلل السريع للمنتجات العضوية.

تكيف

من المعروف أن التخثث ليس عملية لا رجعة فيها. إنه قادر على التوقف ، ويعيد الخزان تدريجيًا نظامه البيئي الأصلي. هذا لا ينطبق فقط على تلك الحالات التي لا تزال فيها عملية الإطلاق في البداية. حتى مع "العدوى" لفترات طويلة ، فإن المسطحات المائية قادرة على "شفاء" نفسها. لكن هناك شرط مهم لهذا. يتجدد النظام البيئي إذا تم القضاء على تسرب النيتروجين أو تقليله قدر الإمكان. كانت هناك حالات استعادة عندما كان الخزان مشبعًا بالنيتروجين لفترة طويلة جدًا. عندما تمت إزالة هذا المصدر ، ظلت كمية كبيرة من المواد المتراكمة في التربة. لكن الغطاء النباتي كان بمثابة سجادة لا يمكن اختراقها ولم تؤثر سلبًا على النظام البيئي المائي. لقد تعافت البحيرة بالفعل. لسوء الحظ ، بدأ استخراج الحجارة بالقرب من الأنهار والخزانات ، وتكسر هذه الطبقة "الواقية" ، التي كانت تحمي السائل من النيتروجين ، واستؤنفت عملية التخثث.

كيف تنظف الخزانات؟

إذا كانت البركة أو الأسعار أو البحيرة صغيرة ، فيمكن تركيب مرشح خاص فيها. من المثير للاهتمام ، في السنوات الماضية ، سكب الناس الفحم على القاع الملوث ، وهو نوع من الفلتر. كانت هذه الطريقة ناجحة إلى حد ما. كما تم إنشاء طريقة بيولوجية. في هذه الحالة ، يتم إضافة كائنات دقيقة خاصة إلى الماء ، والتي "تأكل" النيتروجين والفوسفور الزائد. لكن بالنسبة لهذه الطريقة ، فإن الأمر يستحق إجراء تحليل مختبري للمياه من أجل معرفة البكتيريا التي ستكون مفيدة بالضبط. الخيار الثالث هو استخدام الكيمياء ، والتي تسمح لك بتطبيع التوازن الحمضي القاعدي. والطريقة الأخيرة والأكثر تكلفة هي تركيب جهاز يملأ الفضاء المائي بالأشعة فوق البنفسجية. إنها تساهم في حقيقة أن الكائنات الحية الدقيقة الضارة تفقد قدرتها على الانقسام وتموت تدريجياً.

التخثثهو إثراء النظام البيئي بالمغذيات. على مدى فترة طويلة ، عادة عدة آلاف من السنين ، تغيرت البحيرات بشكل طبيعي حالتها من قليلة التغذية (فقيرة بالعناصر الحيوية) إلى عالية التغذية (غنية بها) أو حتى ضارة ، أي تحتوي على نسبة عالية من المواد غير المعدنية ، ولكن المواد العضوية في الماء . ومع ذلك ، في القرن العشرين. كان هناك إغناء متسارع بالمغذيات البشرية المنشأ للعديد من البحيرات والبحار الداخلية (على وجه الخصوص ، بحر البلطيق والبحر الأبيض المتوسط ​​والأسود) والأنهار في جميع أنحاء العالم.

سبب رئيسيكان هذا هو زيادة استخدام الأسمدة النيتروجينية وتصريف كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي المنزلية المحتوية على الفوسفات في المسطحات المائية. لا يعكس هذا الأخير نمو سكان العالم فحسب ، بل يعكس أيضًا الاتجاه الحالي نحو زيادة نصيبه في المناطق الحضرية ، فضلاً عن تحسين أنظمة الصرف الصحي.

التخثثيخلق مشاكل اقتصادية وبيئية حادة. ماء نقيضروري للعديد من العمليات الصناعية والأشخاص والثروة الحيوانية والصيد التجاري والرياضي وعمليات المنتجعات والملاحة.

منحنيات "استنفاد الأكسجين" النموذجية: تأثير تصريف المادة العضوية في النهر على تركيز الأكسجين المذاب في الماء. (من C.F Mason (1981) بيولوجيا تلوث المياه العذبة ، Longman.)

النترات وخاصة الفوسفاتهي من بين العناصر الغذائية التي تحدد في أغلب الأحيان الإنتاجية الأولية للنظم الإيكولوجية المائية. وبالتالي ، فإن إضافة هذه الأملاح تحفز التكاثر السريع للعوالق. يتفاعل المستهلكون مع نمو الموارد الغذائية بشكل أبطأ ، وبالتالي ، تزداد نسبة ذاتية التغذية التي تموت "موتًا طبيعيًا" وتزود المواد العضوية مباشرة بالمخلفات. سلاسل الغذاء. يتطلب تمعدن المخلفات المتراكمة بواسطة المُحلِّلات الأكسجين. نتيجة لذلك ، قد ينخفض ​​تركيزه في الماء عن المستوى المطلوب التطور الطبيعيالعديد من أنواع النظام البيئي السابق. في المواقف بعيدة المدى ، تموت الأسماك والحيوانات الكبيرة الأخرى ، ويزيد تحللها من الحاجة إلى الأكسجين ، وتستمر العملية في الزيادة. قد تؤثر هذه المشكلة ليس فقط على منطقة التخثث مباشرة.

العديد من مناطق نقص الأكسجينفي أنظمة الأنهار قد تكون كافية لمنع هجرة الأسماك المهاجرة مثل السلمون والثعابين.

التقسيم الحراري لبحيرة في خطوط العرض الوسطى (Lingxiai Ponds ، كونيتيكت ، الولايات المتحدة الأمريكية). في الصيف ، يتم فصل طبقة الماء الدافئ والغنية بالأكسجين (epilimnion) عن الطبقة السفلية الباردة الفقيرة بالأكسجين (hypolimnion) عن طريق منطقة واسعة من التغير السريع في درجة الحرارة - الخط الحراري. في هذه المنطقة ، يتشابه تدرج أكسجة الماء مع التدرج المعطى للخزان ككل. (معدلة من: E. P. Odum (1971) Fundamentals of ecology، Saunders.)

إزالة الأكسجين من المياه المتدفقةالتي تسببها المخلفات العضوية هي عملية بطيئة ، وعادة ما يتم ملاحظة الحد الأقصى لنقص الأكسجين على مسافة ما من مكان الإمداد بالمغذيات. لذلك ، على سبيل المثال ، في نهر التايمز في عام 1967 ، في الخريف ، عندما كان مستوى المياه منخفضًا ، امتدت منطقة استنفاد الأكسجين 40 كيلومترًا تحت جسر لندن ، وفي الربيع ، عندما كانت المياه مرتفعة ، كانت 12 كيلومترًا فقط. في السنوات الثلاثين الماضية ، تم القيام بالكثير من العمل لتنظيف هذا النهر. لم يعد هناك نقص حاد في الأكسجين في نهر التايمز ، ويمكن اصطياد الأسماك بطولها بالكامل.

في البحيرات مشكلة النقص الناجم عن التخثثيمكن أن يتفاقم الأكسجين بسبب التقسيم الطبقي الموسمي ، أي تكوين طبقات غير قابلة للامتزاج من الماء درجات حرارة مختلفة. في المناخات المعتدلة ، عادة ما يحدث التقسيم الطبقي لدرجات الحرارة في بداية الصيف ، ويرجع ذلك أساسًا إلى السببين التاليين.
1. تسخن الشمس سطح الماء. الماء الدافئ ذو كثافة أقل ، لذا فهو لا يغرق ، لكنه يشكل طبقة علوية دافئة وثابتة (الصرع). تحت هذه الطبقة ، يمكن تسخين الماء فقط عن طريق التوصيل ، وفي وسط سائل تكون هذه العملية بطيئة.
2. الأنهار والجداولتتدفق إلى البحيرة ، أصغر منها. يسخن ماءهم إلى العمق الكامل. يمتزج فقط مع النزع ، مما يرفع درجة حرارته أكثر مقارنة بالطبقة العميقة (hypolimnion)

للنظام البيئي للبحيرةكل هذا له عواقب مهمة ، على وجه الخصوص ، فإنه يعقد إمدادات الأكسجين إلى hypolimnion.

يتم تزويد مياه البحيرة بالأكسجينبثلاث طرق رئيسية:
1) بسبب التمثيل الضوئي ، الذي يتطلب الضوء ، أي الأكثر كثافة بالقرب من السطح ؛
2) بالانتشار من الغلاف الجوي ؛
3) بالمياه المتدفقة من الأنهار والجداول المتدفقة.

كما يتضح ، فإن هذه المصادر تخصب بالأكسجين من قبل مجموع الصرع. يعتمد أكسجة الطبقات العميقة على الانتشار من الأعلى وخلط الماء أثناء الأمواج الشديدة. هذا الأخير أكثر شيوعًا لموسم الشتاء. وهكذا ، عندما يتم إنشاء التقسيم الطبقي في الصيف ، فإن الحياة في أعماق البحيرة تعتمد بشكل أساسي على الإمداد بالأكسجين الذي يتكون من الربيع في أيون الغدة النخامية.

في بيئة بحيرة صحيةتؤكل النباتات النباتية معظم الكتلة الحيوية الأولية ؛ تمثل حصة الحاصرات والمحللات كمية قليلة نسبيًا من الطعام. يزيد التخثث من إنتاجية العوالق النباتية في النبتة ، وتستقر كتلة المخلفات الميتة في قاع الخزان ، لأن المستهلكين "لا يستطيعون" التعامل مع زيادة كمية الطعام. هذا يحفز تطوير المُحلِّلات في hypolimnion ، والتي تستنفد الإمداد الضئيل بالفعل من الأكسجين. إذا كان هناك الكثير من الأكسجين في hypolimnion ، فلن تنشأ مشاكل. ومع ذلك ، بحلول نهاية الصيف ، قد تتطور ظروف نقص الأكسجين (الخالية من الأكسجين) هناك ، مما يتسبب في موت (قتل) الأسماك والحيوانات الأخرى.

إن التخثث البشري المنشأ ، على عكس التخثث الطبيعي ، هو أحد الآثار الجانبية للنشاط البشري ويتكون من زيادة سريعة في المحتوى الغذائي لخزان بسبب دخول المعادن (الحيوية) والمواد العضوية فيه بكميات تتجاوز بكثير المستويات الطبيعية الطبيعية .
الخزانات الصغيرة ملوثة بالمواد المعدنية والعضوية بشكل أسرع. لذلك ، فإن مشكلة التخثث معروفة منذ فترة طويلة في النظم الإيكولوجية للمياه العذبة ، ولا سيما فيما يتعلق بـ "ازدهار" البحيرات والأنهار والخزانات. ومع ذلك ، بحلول الثمانينيات من القرن الماضي ، في مناطق شاسعة من البحار ، في الداخل بشكل أساسي ، ظهرت علامات تغيرات في النظام الإيكولوجي لم يعد من الممكن تفسيرها بالتقلبات المحتملة على المدى الطويل والأسباب الطبيعية الأخرى.
يُعتقد أن التخثث البحري أكثر تعقيدًا وأقل دراسة ، ولكن بالنسبة لبعض النظم البيئية البحرية ، فإن مثل هذه العواقب الوخيمة لهذه العملية واضحة ، مثل النفوق الجماعي للقيعان التجارية والأعلاف ، والأسماك القاعية ، والأضرار الجسيمة لصناعة السياحة المرتبطة بالتدهور. الموارد الجمالية لساحل البحر ، انخفاض شفافية المياه ، ظهور روائح كريهة ، إلخ.
لطالما كانت مناطق المياه في البحار غير متجانسة من حيث المستويات الغذائية. وهكذا ، في مناطق الارتفاع المنتظم للمياه العميقة الغنية بالعناصر الحيوية ، في مناطق مصبات الأنهار ، يزداد دائمًا المحتوى الغذائي لمياه البحر. تستجيب النظم البيئية الطبيعية لذلك بزيادة الإنتاجية. لكن التصريف في البحر وإزالة العناصر الحيوية والمواد العضوية عن طريق الأنهار قد وصل إلى حد أن النظم البيئية لا تستطيع معالجة هذه المدخلات. هناك انتهاك لتنظيم النظام البيئي ، وتوازن العمليات ، مما سيؤدي إلى إجهاد بيئي عام ، وإلحاق الضرر بالموارد الحية للبحر ، وخاصة بالقرب من مصادر التخثث.
يولد التخثث عددًا من الظواهر المترابطة في المسطحات المائية الطبيعية ، مقترنة أحيانًا بمصطلح "متلازمة التخثث". من بينها "ازدهار" الماء ، أو [. Odum ، 1975] ، زيادة "خبيثة" في الإنتاجية البيولوجية ، ونقص الأكسجين في الطبقات السفلية من الماء (نقص الأكسجة) ، والموت الجماعي للكائنات الحية السفلية والقاع (التجمد) ، إطلاق البروتين أثناء عملية التحلل ، مواد كبريتيد الهيدروجين ، انخفاض في شفافية المياه ، إلخ. تطورت عملية التخثث في المسطحات المائية بشكل سريع بشكل خاص في العقدين أو الثلاثة عقود الماضية نتيجة لتكثيف الزراعة والصناعة و أنواع أخرى من الأنشطة العملية للناس. علاوة على ذلك ، تعتمد درجة الانتفاعية المستحثة لكل جسم مائي فردي على ظروف فسيولوجية وهيدرولوجية وهيدروبيولوجية محددة.

التخثث

التخثث في الغابة بالقرب من قلعة ليل ، فرنسا

تتميز الخزانات المغذية بالنباتات الساحلية وتحت السواحل الغنية بالعوالق الوفيرة. يمكن أن يؤدي التخثث غير المتوازن بشكل مصطنع إلى التطور السريع للطحالب ("ازدهار" المياه) ونقص الأكسجين وموت الأسماك والحيوانات. يمكن تفسير هذه العملية بالاختراق المنخفض لأشعة الشمس في عمق الخزان (بسبب العوالق النباتية على سطح الخزان) ونتيجة لذلك ، نقص التمثيل الضوئي في النباتات السفلية ، وبالتالي نقص الأكسجين.

آلية تأثير التخثث على النظم البيئية للمسطحات المائية على النحو التالي.

1. تؤدي زيادة محتوى العناصر الحيوية في آفاق المياه العليا إلى التطور السريع للنباتات في هذه المنطقة (العوالق النباتية في المقام الأول ، فضلاً عن تلوث الطحالب) وزيادة عدد العوالق الحيوانية التي تتغذى على العوالق النباتية. نتيجة لذلك ، تنخفض شفافية المياه بشكل حاد ، ويقل عمق اختراق أشعة الشمس ، وهذا يؤدي إلى موت النباتات السفلية بسبب قلة الضوء. بعد موت النباتات المائية في القاع ، يأتي دور موت الكائنات الحية الأخرى التي تخلق لها هذه النباتات موائل أو التي تعتبر رابطًا في المنبع في السلسلة الغذائية.

2. النباتات التي تتكاثر بقوة في آفاق المياه العليا (خاصة الطحالب) لها سطح إجمالي أكبر بكثير وكتلة حيوية. في الليل ، لا يحدث التمثيل الضوئي في هذه النباتات ، بينما تستمر عملية التنفس. نتيجة لذلك ، في ساعات الصباح الباكر من الأيام الدافئة ، يتم استنفاد الأكسجين في آفاق المياه العليا عمليًا ، ويلاحظ موت الكائنات الحية التي تعيش في هذه الآفاق وتتطلب محتوى الأكسجين (يحدث ما يسمى ب "تجميد الصيف").

3. الكائنات الميتة تغرق عاجلاً أم آجلاً في قاع الخزان ، حيث تتحلل. ومع ذلك ، كما لاحظنا في الفقرة 1 ، تموت النباتات القاعية بسبب التخثث ، وإنتاج الأكسجين غائب عمليًا هنا. إذا أخذنا في الاعتبار أن إجمالي إنتاج الخزان يزداد أثناء التخثث (انظر الفقرة 2) ، فهناك اختلال في التوازن بين إنتاج واستهلاك الأكسجين في الآفاق القريبة من القاع ، حيث يتم استهلاك الأكسجين بسرعة هنا ، وكل هذا يؤدي إلى موت الحيوانات القاعية التي تتطلب الأكسجين. ظاهرة مماثلة لوحظت في النصف الثاني من الشتاء في المسطحات المائية الضحلة المغلقة تسمى "تجميد الشتاء".

4. في التربة السفلية ، الخالية من الأكسجين ، يحدث التحلل اللاهوائي للكائنات الميتة مع تكوين سموم قوية مثل الفينولات وكبريتيد الهيدروجين ، ومثل هذا "غاز الدفيئة" القوي (في تأثيره يفوق 120 مرة. لثاني أكسيد الكربون) كميثان. نتيجة لذلك ، تؤدي عملية التخثث إلى تدمير معظم النباتات والحيوانات في الخزان ، مما يؤدي إلى تدمير نظمه البيئية بشكل شبه كامل أو إحداث تحوّل كبير للغاية في النظم البيئية ، كما يؤدي إلى تفاقم الصفات الصحية والصحية لمياهه إلى حد كبير ، وصولاً إلى عدم ملاءمتها تمامًا للسباحة والشرب. إمدادات المياه.

التخثث البشري المنشأ

المصادر الرئيسية البشرية المنشأ للفوسفور والنيتروجين هي مياه الصرف الصحي غير المعالجة (خاصة من مزارع الماشية) وجريان الأسمدة من الحقول. لقد حظرت العديد من الدول استخدام أورثو فوسفات الصوديوم في منظفات الغسيل لتقليل التخثث في المسطحات المائية.

أنظر أيضا

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

المرادفات:

وثيقة بدون عنوان جراثيم الأعصاب الأنثروبوجينية.

على الرغم من التخثث في المسطحات المائية عملية طبيعيةويقاس تطورها من حيث المقاييس الزمنية الجيولوجية ، ومع ذلك ، على مدى القرون القليلة الماضية ، زاد الإنسان بشكل كبير من استخدام العناصر الغذائية ، خاصة في الزراعة كأسمدة ومنظفات. في العديد من المسطحات المائية على مدى العقود القليلة الماضية ، لوحظت زيادة في الكأس ، مصحوبة بزيادة حادة في وفرة العوالق النباتية ، والنمو المفرط للمياه الضحلة الساحلية بواسطة النباتات المائية ، وتغيرات في جودة المياه. أصبحت هذه العملية معروفة باسم التخثث البشري المنشأ.

شيلكروت ج. (1977) يعرّف التخثث البشري المنشأ بأنه زيادة في الإنتاج الأولي للمكمن والتغيير المرتبط في عدد من خصائص نظامه نتيجة لزيادة إضافة المغذيات المعدنية إلى الخزان. في الندوة الدولية حول إغناء المياه السطحية بالمغذيات (1976) ، تم اعتماد الصياغة التالية - "التخثث البشري المنشأ هو زيادة في إمداد المياه بالمغذيات النباتية بسبب الأنشطة البشرية في أحواض المسطحات المائية والزيادة الناتجة في إنتاجية الطحالب والنباتات المائية العالية ".

بدأ اعتبار التخثث البشري المنشأ للأجسام المائية كعملية مستقلة ، تختلف اختلافًا جوهريًا عن التخثث الطبيعي للمسطحات المائية.

إن عملية التخثث الطبيعية هي عملية بطيئة للغاية بمرور الوقت (آلاف ، عشرات الآلاف من السنين) ، وهي تتطور بشكل أساسي بسبب تراكم رواسب القاع وضحلة المسطحات المائية.

إن التخثث البشري المنشأ هو عملية سريعة جدًا (سنوات ، عقود) ، غالبًا ما تظهر عواقبها السلبية على المسطحات المائية في شكل حاد جدًا وقبيح.

مؤشرات الإصابة باعتلال الأعصاب الأنثروبوجينية

لا حيوي

1. التوزيع الطبقي للأكسجين في جسم مائي ، معبرًا عنه في شكل "منحنى الأكسجين" ونقص الأكسجين في hypolimnion (الأكثر استخدامًا). ومع ذلك ، فإنه لا ينطبق على المياه الاستوائية، حيث يتم ، في ظل ظروف التسخين العالي ، إنشاء نقص بليمنيون اللاهوائي بغض النظر عن مستوى الكأس. يعكس اضطراب توازن الأكسجين التغيرات في الإمداد.
2. انخفاض شفافية المياه.
3. المؤشر المباشر هو محتوى النيتروجين والفوسفور.

حيوي

1. نسبة الإنتاج والدمار.
2. التغيير في هيكل التكاثر الحيوي.
3. "ازدهار" مستدام للمياه.
4. الزيادة السريعة في النمو المفرط للمياه الضحلة الساحلية.
5. 5. التنمية الجماهيرية الطحالب الخيطية.
6. انسداد الضفاف ببقايا النباتات المائية.
7. مظهر رائحة كريهةنتيجة لانحلال كتلة الطحالب الخيطية المحتضرة والنباتات المائية العالية.

إذا ظهرت هذه المؤشرات وتطورت في غضون فترة زمنية قصيرة إلى حد ما ، فإنها تصبح محددة للتخثث البشري المنشأ.

لقد نوقشت قضية المؤشرات التي ستكون خاصة بالتخثث البشري المنشأ على مدى العقد الماضي من قبل العديد من المؤلفين. تتوافق المؤشرات القليلة المقترحة مع مثال رائع من الفنالمعرفه. كما لاحظ العديد من الخبراء ، لا يسمح لنا أي منهم بالتمييز بثقة عن التخثث البشري المنشأ من الطبيعي. المعيار الوحيد ، باعتراف الجميع ، هو معدل تطور التخثث ، والذي يمكن تحديده من خلال الملاحظات طويلة الأجل (الرصد).

تظهر بعض الاحتمالات لتشخيص المراحل الأولية من التخثث عندما تحدث هذه الظاهرة في المسطحات المائية الكبيرة التي تتميز بمناطق مائية شديدة التشريح وتضاريس قاع معقدة. في مناطق منعزلة منفصلة ، مناطق أو أحواض منفصلة لهذه الخزانات ، تحت تأثير المغذيات القادمة من الأجزاء المجاورة لمنطقة مستجمعات المياه ، قد تظهر علامات التخثث وتتطور بمعدل يمكن تحديده بسهولة عند مقارنته بأجزاء أخرى من الخزان التي لا تتأثر مباشرة بالمواد المغذية. يمكنك مقارنة نقطتين متقاربتين في موقعهما وخصائص الخزان - أحدهما تحت التأثير البشري ، والآخر - تحت السيطرة.

العوامل التي تحدد اعتلال الأعصاب الأنثروبوجيني

تحدث الزيادة في احتياطيات المواد المعدنية والعضوية في الخزان تحت تأثير العوامل الطبيعية والبشرية.

عوامل طبيعية

لا حيوي

1. استقبال المواد المعدنية والعضوية من التربة. تخصيب المياه دقيقة. و org. المواد في الوسائل. درجة تعتمد على التربة التي تشكل السرير. تربة البودزوليك ذات المحتوى المنخفض من الدبال فقيرة في العناصر الغذائية وعادة ما تصنف الخزانات من هذا النوع على أنها ضارة. التربة التي تحتوي على نسبة عالية من الدبال هي meadow-chernozem ، soddy-podzolic ، وتتميز بمحتوى عالٍ من المركبات المتنقلة التي تدخل الماء. تساهم تربة المستنقعات من النوع الدبال أو المستنقعات الخثية ، إلى جانب زيادة تمعدن المياه ، في إثرائها بمواد عضوية من أصل الخث. يتضح تأثير الصخور الأساسية على إثراء المياه بالمواد الحيوية والعضوية بشكل خاص أثناء بناء الخزانات. يدخل الحد الأقصى من العناصر الغذائية إلى الماء في أول 120 ساعة من التفاعل بين التربة والماء. يلعب هذا دورًا مهمًا أثناء ارتفاع الفيضان في المستوى وأثناء تقلبات المستوى نتيجة لانخفاض منشآت الطاقة الكهرومائية.

2. استلام المواد المعدنية والعضوية من الجو. في العقود الأخيرة ، بسبب تلوث المسطحات المائية تساقطتكتسب نسبًا كبيرة. تشير التقديرات إلى أن المستوى الحالي للانبعاثات في الغلاف الجوي كافٍ لتلويث طبقة بسمك 1-3 كم حتى منطقة MPC. تجوية المواد السامة والعناصر الدقيقة من جبال الخام ، وكذلك التبخر السنوي في الغلاف الجوي لحوالي 350 ألف طن من مذيبات التنظيف الجاف وحوالي 2.5 ٪ من البنزين المنتج (بالنسبة للولايات المتحدة ، هذا هو 10 مليون طن) تأثير كبير.

بشكل عام ، أكثر من 200 مادة مختلفة تدخل الهواء. لذلك ، على مدى 50 عامًا ، تضاعف مستوى تلوث الهواء ، حتى بعيدًا عن البلدان الصناعية.

إلى جانب التشتت في الفضاء ، يتم حمل نسبة كبيرة من المواد بعيدًا عن طريق الترسيب الجوي وتسقط على سطح الأرض وفي المسطحات المائية. على وجه الخصوص ، يمكن أن تحتوي مياه الأمطار التي لا تزال في الغلاف الجوي على 53 بل وحتى 102 ملغم / لتر من المواد الصلبة العالقة. لذلك ، يحدث إثراء كبير للمسطحات المائية بالمواد الحيوية أثناء الفيضانات بسبب مياه الفيضانات بعد هطول الأمطار في الغلاف الجوي.

بسبب الزيادة الحادة في التلوث الناتج عن الأنشطة البشرية والهجرة الجوية ، يحتل الفوسفور مكانة خاصة بين العناصر الكيميائية. عند دراسة 55 بحيرة شمال ووسط. جزء من فلوريدا ، وجد أن هطول الأمطار في منطقة المياه يعطي 12-59 ٪ من إجمالي إمدادات الفوسفور ، وفي بحر البلطيق - 30 ٪ ، والذي يأتي مع جريان النهر. لم يتم تحديد مقدار مكون الغلاف الجوي بعد. تدخل بقايا النباتات ، والجراثيم ، وحبوب اللقاح إلى الغلاف الجوي ، وتزود النباتات بمنتجات التمثيل الغذائي المتطايرة ، وعمال المناجم.-org. إفراز الأوراق والإبر. من المعروف أنه في الرطوبة الجوية التي تتسرب من خلال تيجان الأشجار ، يكون الفوسفور 5 مرات أكثر من مياه الأمطار التي يتم جمعها في منطقة مفتوحة. يحتوي المطر فوق المحيط على كمية أقل من الفوسفور مقارنة بالأرض ، مما يؤكد فكرة هيمنة المصادر القارية للفوسفور. كتقدير أولي - نسبة الفسفور الذائب في الرواسب ... 50٪ من محتواها الإجمالي. إذا كانت إزالة الفوسفور بالمياه السطحية أعلى من مدخلاته مع هطول الأمطار ، فإن مستجمعات المياه تواجه حمولة بشرية متزايدة.

3. دخول مخلفات النبات الخيفي إلى الخزان. يتم إطلاق كمية كبيرة من المواد الحيوية والعضوية في المياه من المناطق التي تغمرها المياه بشكل دوري من الغابات والمروج ، فضلاً عن فضلات الأشجار والشجيرات في المنطقة الساحلية. من المعروف أن مقياس الدورة البيولوجية للمواد المعدنية تحت مظلة النباتات العشبية المزهرة أعلى بمقدار 2-3 مرات من تحت مظلة الغابة. الأشجار المتساقطة، وعدة مرات أعلى من تحت مظلة الغابة الصنوبرية. النباتات المزهرة العشبية ، التي تموت وتمعدن ، تعود إلى التربة بكامل كتلتها المواد العضويةوإثرائه بمركبات النيتروجين والفوسفور والكربون والكالسيوم ، إلخ. الجزء العلوي من قطاع التربة ، حيث يحدث الجريان السطحي إلى المسطحات المائية بشكل أساسي. يحدث تحلل المخلفات النباتية بمعدلات مختلفة اعتمادًا على سيرتها الحيوية التركيب الكيميائيودرجة الحرارة ودرجة الحموضة ودرجة تشبع الأكسجين وعوامل أخرى.

على سبيل المثال ، عندما يتحلل 1 جرام من الخشب الطازج (الصفصاف ، الحور ، القيقب ، الصنوبر) ، يدخل 0.59-2.22 مجم / لتر NH 4 -N لتر واحد ؛ 0.05-0.6 NO 3 -N ؛ 0.07-1.07 نقطة. ؛ 10.9-19.2 Corg. ، وكذلك N org. والأحماض الأمينية والسكريات.

العوامل الحيوية

يحدث إثراء المسطحات المائية بالمواد العضوية بسبب عمليات التمثيل الضوئي وتثبيت النيتروجين ، ونتيجة لذلك يتم ربط ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين في الغلاف الجوي وإطلاقهما في الجسم المائي.

يقدر إجمالي الإنتاج العالمي السنوي لعملية التمثيل الضوئي على اليابسة وفي المحيطات بـ 80 مليار طن. وهذا الرقم يزيد بنحو 14 مرة عن كمية الوقود المنتجة سنويًا على الكرة الأرضية (من حيث القيمة الحرارية ، فهو يتجاوز 7-8 مرات ).

العوالق النباتية والنباتات الكبيرة ، من خلال ربط كمية كبيرة من الكربون في عملية التمثيل الضوئي ، تساهم في تجديد المركبات العضوية في النظام البيئي للخزان ، وتتضمن أيضًا العناصر الحيوية المدفونة في سمك الرواسب السفلية في الدورة.

جنبا إلى جنب مع عمليات التمثيل الضوئي دورا هامايلعب تثبيت النيتروجين دورًا في تجديد المواد الحيوية في المسطحات المائية بسبب النشاط الحيوي للطحالب والبكتيريا الخضراء المزرقة (azotobacter - aerobe ، clostridium - anaerobe).

وبالتالي ، فإن عملية التخثث الطبيعي ناتجة عن عدد من العوامل الطبيعية - الارتشاح من التربة ، والجريان السطحي ، وتدفق المواد المتراصة بسبب دخول المخلفات النباتية والحيوانية إلى الخزان ، وتدمير البنوك ، وهطول الأمطار ، والتمثيل الضوئي ، وتثبيت النيتروجين ، بسبب ذلك يتم إثراء المواد المعدنية والعضوية.

عندما تضاف العوامل البشرية إلى عوامل الإثراء الطبيعية للأجسام المائية ، يزداد معدل التخثث.

العوامل البشرية

تشمل عوامل التأثير البشري المنشأ البناء الهيدرولوجي المرتبط بتنظيم أو تحويل الجريان السطحي ، الجريان السطحي من المناطق المزروعة (الجريان السطحي الزراعي ، مياه الأمطار الحضرية). جريان مياه الصرف الصحي (منزلي ، صناعي ، مواشي ، إلخ).

1. الهندسة الهيدروليكية

تم إنشاء حوالي 10x103 خزانات في العالم. كان بناء الخزانات ، إلى جانب التأثير الإيجابي على تكوين جودة المياه ، وزيادة إنتاجية الأسماك ، وزيادة التخفيف ، وانخفاض الرائحة واللون وشفافية المياه ، أحد أسباب زيادة المغذيات بشكل كبير وظهورها. عدد من النتائج السلبية المرتبطة بانخفاض في قدرتها على التنظيف الذاتي مقارنة بالنهر.

من النتائج المهمة للبناء زيادة مستوى المياه الجوفية ، وإعادة تشكيل الضفاف والتغير في الظروف المناخية. إن الزيادة في احتياطيات المواد الحيوية والعضوية في الخزان ، مقارنة بالنهر ، ناتجة عن التدفق الكبير من التربة المغمورة ، وتحلل الغطاء النباتي الذي سقط في منطقة الفيضانات ، مما يؤدي إلى تباطؤ تبادل المياه وتدفقها ، انخفاض في درجة تشبع الأكسجين وزيادة درجة الاختزال مما يضعف التمعدن ويزيد من تدفق المواد من رواسب القاع. وهكذا ، في السنوات الأولى بعد بناء Volzhskaya HPP ، زادت كمية نيتروجين الأمونيوم بمقدار 10 مرات ، والنترات والفوسفور بنسبة 1.5-2 مرة.

2. جريان المغذيات والمواد العضوية من الأراضي الزراعية.

يتم غسل الأسمدة المطبقة تحت المحاصيل الزراعية بالجريان السطحي وباطن التربة ، وكذلك بسبب تصريف مياه التجميع ومياه الصرف في مناطق الزراعة المروية. في البحيرات المحاطة بالأراضي الصالحة للزراعة ، تستمر عمليات الطمي والتكاثر بشكل مكثف. تعتمد نسبة المغذيات المنقولة إلى الخزان من الأراضي الزراعية على الظروف الجيولوجية للمنطقة والمحصول المزروع ونوع التربة ونظام الممارسات الزراعية ، وقبل كل شيء كمية ونوع الأسمدة المستخدمة. يتم إخراج النيتروجين بأقصى قدر ، والبوتاسيوم والفوسفور في الحد الأدنى.

7. استلام المواد الحيوية والعضوية من مجمعات الثروة الحيوانية.

إثراء المسطحات المائية بسبب الجريان السطحي لهطول الأمطار وإثراء الجريان السطحي للتربة.

8. الجريان السطحي للمناطق الحضرية

بالفعل في نهاية القرن التاسع عشر. تعتبر مياه الغسيل عاملاً هامًا في تلوث المياه في دول مختلفة. هذا يرجع إلى حقيقة أنهم يحملون معهم الغبار والأوراق والقمامة والمنتجات النفطية والمواد الكيميائية.

على سبيل المثال ، تحتوي مياه الأمطار في الغلاف الجوي على ما يصل إلى 53 مجم / لتر من المواد الصلبة العالقة. عند التدحرج عن الأسطح ، يرتفع محتوى المواد الصلبة المعلقة إلى 440 مجم / لتر ، وعند التصريف من الشوارع والساحات - يصل إلى 40 × 103 مجم / لتر.

3. مياه الصرف الصحي (الصرف الصحي ، المنشآت الصناعية).

أحد الأسباب الرئيسية للإغناء بالمغذيات والتلوث هو تصريف مياه الصرف الصحي. حتى المياه التي خضعت للمعالجة البيولوجية تحتوي على كمية من النترات والفوسفات كافية تمامًا لنمو وتطور العديد من الطحالب. أظهر تحليل طويل الأجل لمياه الصرف الصحي على مر السنين أن محتوى النيتروجين من 1959-1970 هو 6.6-14.7 جم / يوم لكل فرد. محتوى الفوسفور (جم / يوم) لكل ساكن هو 2.2-11.2 مع اتجاه تصاعدي. ويرجع ذلك إلى زيادة استهلاك الأسر للمنظفات المحتوية على الفوسفور.

تختلف نسبة الحصة في التخثث للمسطحات المائية لكل من العوامل المدرجة بشكل مختلف اعتمادًا على المنطقة الجغرافية، درجة تكثيف الصناعة والزراعة. ومع ذلك ، بغض النظر عن المنطقة ، فإن الاتجاه أحادي الاتجاه لتدفق المواد الحيوية والعضوية إلى الخزان أمر شائع ، مما يؤدي إلى تراكم المادة والطاقة وانتهاك التوازن البيئي مع كل العواقب المترتبة على ذلك.

التغيرات البشرية في دورة المواد العضوية والحيوية

تؤدي الزيادة في الحمل الحيوي وإعادة هيكلة تدفقات الفوسفور والنيتروجين إلى اضطرابات كبيرة في عمل النظم البيئية ، مما يعطل دوران المواد العضوية في المحيط الحيوي. التكنولوجيا ، التي وصلت بحلول نهاية القرن العشرين إلى نطاق يتناسب مع العمليات الجيوكيميائية الطبيعية ، تعطل بشكل كبير الدورة الطبيعية للمواد في المحيط الحيوي. يعتبر السبب الرئيسي للتغيرات في الدورات هو نمو سكان العالم والتغيرات في التقنيات في الزراعة والصناعة. تم طرح مشكلة التغييرات الأساسية في هيكل التداول كواحدة من المشاكل الرئيسية في السبعينيات.

في الوقت الحاضر ، بالنسبة للمحيط الحيوي ككل ، من المستحيل عمليا تحديد الدورات "الطبيعية" و "البشرية" الفعلية. تتشابك التدفقات الطبيعية والبشرية بشكل وثيق ، وقد تغير أداء النظم البيئية الطبيعية ، وكان هناك استبدال كبير للنظم البيئية الطبيعية مع تلك المنشأة بشكل مصطنع. هناك انتهاكات للدورة C ، N ، P. جوهر التغيرات البشرية المنشأ في دورة C والمغذيات في المحيط الحيوي هو انتهاك لعمليات التمثيل الغذائي - ارتباط نشط بالعمليات البيولوجية للمادة الجامدة للغلاف الصخري.

من المعروف أنه خلال وجود المحيط الحيوي وتطوره ، تغيرت قيم الاحتياطيات وتدفق المادة في أجزائه المختلفة بشكل متكرر. ومع ذلك ، بشكل عام ، لم يتم إزعاج التسلسل الهرمي للمحيط الحيوي ؛ حدثت التغييرات في إطار الدورة الطبيعية العامة للمادة على خلفية التغيرات التطورية.

الدورات الكوكبية الحديثة للمواد العضوية والعناصر الحيوية هي نتيجة للتدخل البشري طويل الأمد في الدورة الطبيعية. هناك العديد من الجوانب الرئيسية لهذا التدخل.

1. يشمل الدوران الذي يتدفق في المحيط الحيوي مادة الغلاف الصخري بكميات تتناسب مع التدفقات البيولوجية الرئيسية.
2. يتم إجراء الاستبدال الاصطناعي التدريجي للنظم الإيكولوجية الطبيعية بالنظم البيئية مع التغييرات المقابلة في خصائص الدورات المحلية (استبدال النظم الإيكولوجية الزراعية للغابات والسهوب).
3. يتم كسر الطبيعة المغلقة للدورات - يتم ترجمة الدورة البيولوجية إلى مخطط حركة عبور: الغلاف الصخري - النشاط الاقتصادي - الغلاف المائي.
4. يتم كسر الحواجز الجيوكيميائية الطبيعية التي تتحكم في هجرة العناصر.

هناك 6 مراحل لتأثير الإنسان على دورة المادة:

1. حتى القرن السابع عشر- التطور البطيء للزراعة وتربية الحيوانات ، ومجموع سكان الحضر الصغير ، والتغيرات المحلية في النظم البيئية ، ومساهمة التدفقات البشرية في الدورة البيولوجية لم تتجاوز 1٪.
2. القرنين الثامن عشر والتاسع عشر- تفعيل إزالة الغابات واستبدالها بالنظم البيئية الزراعية ، نمو سكان الحضر.
3. بداية القرن ال 20. التوسع الحضري السريع ، والتوسع في استخدام احتياطيات الغلاف الصخري إلى جانب الوقود والخامات. بداية استخدام احتياطيات الغلاف الصخري لـ P ، K ، S ، تثبيت الغلاف الجوي N على نطاق صناعي.
4. أواخر الأربعينيات - الستينيات- التطور السريع للمزارع. الأنشطة في البلدان المتقدمة ، والانفجار السكاني ، والمزيد من التحضر ، وإضفاء الطابع الكيميائي على الزراعة والحياة اليومية ، والتدهور التدريجي لنوعية المياه الطبيعية ، والهواء ، والتربة: بحلول نهاية الفترة ، أصبح حجم التدفقات البشرية المنشأ P مساويًا لتدفقات أصل طبيعي.
5. سر. 60s سر. الثمانينيات- زيادة كبيرة في جميع التدفقات البشرية ، وتدهور الوضع البيئي على مستوى الكواكب - زيادة سريعة في التخثث في المسطحات المائية ، وتراكم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، مما تسبب في ظاهرة الاحتباس الحراري ، وبداية ترقق طبقة الأوزون طبقة ، بداية بحث نشط عن طرق لتصحيح الوضع من خلال تدابير تشريعية في كل من الولايات الفردية وعلى مستوى المشاريع المشتركة بين الدول.
6. منتصف - أواخر الثمانينيات- المواقف الحرجة فيما يتعلق بجودة المياه والهواء في مناطق معينة: بداية التسجيلات الآلية للتغيرات العالمية ، والانتقال إلى التقنيات بأقصى قدر من العزلة ، ومحاولات التطوير الآليات الدوليةتنظيم النشاط الاقتصادي.

كان أساس التقسيم إلى هذه المراحل هو تحليل التغيرات التي تحدث في نوعية المياه في المياه الداخلية ، ولا سيما فيما يتعلق بعملية التخثث البشري المنشأ ، التي تسبب زيادة في تدفق المغذيات إلى الخزان. تعد تقديرات التغيرات في تدفقات الفوسفور هي الأكثر موثوقية: على سبيل المثال ، زاد الآن إجمالي حمل الفسفور الكوكبي على المياه الأرضية بمقدار 2.5 مقارنة بالحمل الطبيعي.

في التطور الإضافي للمحيط الحيوي ، يمكن أن تؤدي عواقب زيادة الدورة الدموية ، على سبيل المثال ، الكربون ، من خلال إثراء الغلاف الجوي بثاني أكسيد الكربون وانخفاض احتياطي الدبال في التربة ، إلى عواقب متناقضة - إلى الزيادة والتغيير في إنتاجية الجزء الأرضي من المحيط الحيوي مع زيادة واضحة في إنتاجية الغلاف المائي.

أهم عامل للتغييرات الهيكلية في دورات العناصر الحيوية هو التغيير في مؤشرات انفتاح الدورات. في المحيط الحيوي الطبيعي ، قيمة W للكربون هي -2x10- ⁴، فقد زاد الآن إلى 0.3. انخفض اكتمال دورة الفوسفور من 0.98 - 0.99 إلى 0.5 - 0.6 للأقاليم الفردية وإلى 0.91 بشكل عام.

جميع التغييرات المرتبطة بتدفق المواد العضوية والحيوية في الغلاف المائي تخلق ظروفًا للتطوير عملية عالميةالتخثث البشري المنشأ. لوحظت زيادة في إنتاجية المسطحات المائية في جميع البلدان المتقدمة تقريبًا ، مما أدى إلى إعادة هيكلة جذرية للنظم الإيكولوجية المائية.

عواقب اعتلال الأعصاب الأنثروبوجيني

يؤدي التخثث البشري المنشأ إلى تغيير في الخصائص الكيميائية للأجسام المائية. تشير حالة دورة الكربون الكوكبية الحديثة إلى إثراء الغلاف المائي بالمواد العضوية في عملية إعادة توزيع الكربون بين النظم البيئية الأرضية والمائية أثناء التكون التكنولوجي ، وهو ما يتناسب حاليًا مع الطبيعي العمليات الجيوكيميائية. من عام 1965 إلى عام 1985 ، وصل المكون البشري لتدفق الفوسفور إلى المسطحات المائية من الأرض إلى 81٪ من عنصر مشتركوبلغ معدل النمو السنوي 3٪.

إن حصة المواد البشرية المنشأ في جريان المواد العضوية أقل بكثير مما هي عليه في جريان المغذيات(لا تتجاوز 45٪ للأنهار الكبيرة في الاتحاد السوفياتي السابق). لذلك ، في عملية التخصيب سطح الماءالمادة العضوية ، لا يلعب المكون الخيفي دورًا مهيمنًا.

يتم تقليل إعادة توزيع المواد من النظم البيئية الأرضية إلى النظم البيئية المائية إلى 3 عمليات رئيسية: الحركة الميكانيكية ؛ تحويل أشكال العناصر الكيميائية وتراكمها في الخزانات. الإنتاج - عمليات التدمير هي تحويل أشكال الكربون. حسب الأهمية الوظيفية لهذه العمليات في إعادة توزيع المادة العضوية اجسام مائيةمقسمة إلى نوعين:

1. المجاري المائية غير المنظمة (الأنهار) ، حيث تهيمن وظيفة الهجرة. هنا ، تكون عملية تحويل المواد مهمة ، لكن إنتاج المواد العضوية وتراكمها ضئيل.
2. خزانات التبادل البطيء للمياه (البحيرات) ، حيث تسود عمليات التراكم والتحويل ، بما في ذلك العمليات المدمرة للإنتاج ؛ تلعب حركة الهجرة دورًا أقل ، ولها أهمية على المستوى المحلي.

يمكن بشكل عام صياغة ميزات التغييرات في الخصائص الكيميائية لخزانات التبادل البطيء للمياه في عملية إعادة توزيع المواد العضوية البشرية المنشأ (التخثث) على النحو التالي:

1. زيادة محتوى العناصر الحيوية في الماء ورواسب القاع.
2. زيادة في المواد العضوية. ومع ذلك ، فإن هذه العلاقة ليست واضحة دائمًا بسبب دور إخفاء المركبات العضوية المتراصة ، والتباين العالي في تحلل واستخدام المادة العضوية المركبة ، وحجم عمليات التبادل عند حدود الماء - القاع.
3. تتميز الخزانات الطبقية بزيادة في تباين التركيب الكيميائي للماء بين epilimnion و hypolimnion.
4. خلق نقص الأكسجين خلال فترة الركود.
5. حدوث حالات الاختزال في المنطقة القريبة من القاع. تقوية عمليات التمثيل الغذائي اللاهوائي. تراكم كبريتيد الهيدروجين والميثان. وأهمها اختزال الكبريتات وتولد الميثان.
6. عندما يتم تنظيم التدفق ، يتم زيادة الفوسفور العضوي و NH ₄-N 2 مرات. (حسب كفاءة امتصاص NH ₄-N أكبر من NO ₃-N 10 مرات).

التحول البشري المنشأ للنظم الإيكولوجية المائية

يعتمد تصنيف المسطحات المائية وفقًا لمستوى الكأس على الإنتاج الأولي ومحتوى الكلوروفيل "أ" في الماء. في المسطحات المائية قليلة التغذية P / R<1, т.е. наблюдается отрицательный биотический баланс, в мезотрофных и эвтрофных P/R 1. В водохранилищах с неустоявшимся режимом P/R>1.

في جسم مائي لا يخضع لتأثير بشري قوي ، يمكن ملاحظة التوازن الإيجابي والسلبي في سنوات مختلفة ، أي الخزانات في حالة توازن متنقل وعادة لا يتجاوز الانحراف عن حالة التوازن 30-40 ٪ في المتوسط.

أثناء التخثث ، هناك زيادة حادة في الكتلة الحيوية والإنتاج الأولي للعوالق النباتية ، وتظهر الطحالب الخضراء المزرقة في الكتلة ، مما يتسبب في "ازدهار" المياه ، وتحدث تغيرات هيكلية في المجتمعات. يتم استبدال الأشكال الكبيرة ذات الدورات الطويلة بأخرى قصيرة الدورة ، وتسود العوالق الخشبية بين الأسماك ، وتهيمن العوالق الدوارة والكلادوسيران في العوالق الحيوانية ، ويقل تنوع الأنواع. تزداد هيمنة مجموعة من الحيوانات والنباتات على مستويات غذائية مختلفة. تغيير التنوع نحو تبسيط مجتمعات hydrobiont. تطوير الأنواع تتكيف بشكل أفضل مع الظروف المتغيرة. زيادة اتساع التقلبات السكانية.

عواقب الإصابة باعتلال الأعصاب

من بين المظاهر الأكثر وضوحا لعواقب التخثث هو "ازدهار" الماء. في المياه العذبة ، يرجع ذلك إلى التطور الهائل للطحالب الخضراء المزرقة ، في البحرية - دينوفلاجيلات. تتراوح مدة ازدهار الماء من عدة أيام إلى شهرين. التغيير الدوري لأقصى الوفرة للأنواع الكتلية الفردية الطحالب العوالقفي المسطحات المائية هي ظاهرة طبيعية بسبب التقلبات الموسمية في درجة الحرارة والإضاءة ومحتوى العناصر الحيوية ، وكذلك العمليات داخل الخلايا المحددة وراثيا. من بين الطحالب التي تشكل مجموعات عديدة تصل إلى مستوى "ازدهار" الماء أعظم دورمن حيث معدلات التكاثر ، الكتلة الحيوية المتكونة والعواقب البيئية ، الخضر الزرقاء من جنس Microcystis ، Aphanizomenon ، Anabaena ، Oscillatoria play. بدأت الدراسة العلمية لهذه الظاهرة في القرن التاسع عشر ، ولم يتم تقديم تفسير وتحليل منطقيين لآليات التكاثر الجماعي للخضروات الزرقاء إلا في المنتصف. القرن العشرين في الولايات المتحدة من قبل مدرسة علم علوم البحار في جيه هاتشينسون. تم إجراء دراسات مماثلة في IBVV RAS (Borok) بواسطة Guseva K.A. وفي الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي من قبل موظفي معهد علم المياه (أوكرانيا) ، في أواخر السبعينيات - من قبل معهد البحيرات الكبرى (الولايات المتحدة الأمريكية).

تنتمي الطحالب التي تسبب "ازدهار" الماء إلى عدد الأنواعقادرة على الحد الأقصى من تشبع بيئاتها الحيوية. في خزانات نهر الدنيبر ، يهيمن الفولغا والدون بشكل رئيسي Microcystis aeruginosa ، M. wesenbergii ، M. holsatica ، Oscillatoria agardhii ، Aphanizomenoen flos-aquae، أنواع من الجنس أنابينا.

وجد أن الصندوق الحيوي الأصلي ميكروكيستيسفي الشتاء يكون في الطبقة السطحية من رواسب الطمي. ميكروكيستيسالسبات على شكل مستعمرات لزجة ، داخلها تغطي تراكمات الخلايا الميتة الخلية الحية الوحيدة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تبدأ الخلية المركزية في الانقسام ، وفي المرحلة الأولى ، يكون مصدر الغذاء هو الخلايا الميتة. بعد انهيار المستعمرات ، تبدأ الخلايا في استخدام المواد العضوية والحيوية من الحمأة.

يسبت Aphanizomenon و Anabaena كأبواغ ، تستيقظ على الحياة النشطة عندما ترتفع درجة الحرارة إلى +6 درجة مئوية ⁰. مصدر آخر للصندوق الحيوي للطحالب الخضراء المزرقة هو تراكماتها الملقاة على الشاطئ والسبات في طبقة من القشور الجافة. في الربيع ، ينقعون وتبدأ دورة نباتية جديدة.

في البداية ، تتغذى الطحالب بشكل تناضحي وتتراكم الكتلة الحيوية ببطء ، ثم تطفو وتبدأ في التمثيل الضوئي بنشاط. في وقت قصير ، يمكن للطحالب التقاط عمود الماء بأكمله وتشكيل سجادة مستمرة.

قد يهيمن عليه عادة أنابينا، فى يونيو - أفانيزومينون، من نهاية يونيو - يوليو - أغسطس - ميكروكيستيسو أفانيزومينون.

تم الكشف عن آلية الطبيعة المتفجرة لتكاثر الطحالب من خلال عمل معهد البحيرات العظمى (الولايات المتحدة الأمريكية). بالنظر إلى إمكانات التكاثر الهائلة للطحالب الخضراء المزرقة (حتى 10 ²⁰أحفاد خلية واحدة في كل موسم) ، يمكن للمرء أن يتخيل بوضوح الحجم الذي تستغرقه هذه العملية. لذلك ، فإن عامل التخثث الأولي للخزانات هو تزويدها بالفوسفور بسبب فيضان أراضي السهول الفيضية الخصبة وتحلل الغطاء النباتي. عامل التخثث الثانوي هو عملية التغرين ، لأن الطمي هو الركيزة المثالية للطحالب.

بعد الضرب المكثف تحت تأثير القوى الكهروستاتيكية المقيدة ، يبدأ تكوين المستعمرات ، وتقلص المستعمرات إلى تكتلات ودمجها في أفلام. تتشكل "الحقول" و "البقع المزهرة" ، وتنتقل عبر منطقة المياه تحت تأثير التيارات وتوجه إلى الشواطئ ، حيث تتشكل تراكمات متحللة ذات كتلة حيوية ضخمة - تصل إلى مئات كجم / م ³.

التحلل مصحوب برقم ظواهر خطرة: نقص الأكسجين ، إطلاق السموم ، التلوث الجرثومي ، تكوين مواد عطرية. خلال هذه الفترة ، قد يكون هناك تداخل في إمدادات المياه بسبب انسداد المرشحات في محطات المياه ، ويصبح الاستجمام مستحيلًا ، ويحدث نفوق الأسماك. المياه المشبعة بمنتجات استقلاب الطحالب مسبب للحساسية وسامة وغير مناسبة لأغراض الشرب.

يمكن أن يسبب أكثر من 60 مرضًا ، خاصةً في الجهاز الهضمي ، ويشتبه ، على الرغم من عدم إثباته ، في كونه مسرطناً. يؤدي التعرض للمستقلبات والسموم ذات اللون الأزرق والأخضر إلى "مرض Gaff" في الأسماك والحيوانات ذوات الدم الحار ، حيث تقل آلية تأثيره إلى مظهر B ₁البري بري.

مع الموت الجماعي للخضروات الزرقاء ، هناك تفكك وتحلل سريع للمستعمرات ، خاصة في الليل. من المفترض أن يكون سبب الانقراض الجماعي هو التسمم الجماعي بسمومها ، والدافع هو فيروسات تكافلية غير قادرة على تدمير الخلايا ، ولكنها قادرة على إضعاف نشاطها الحيوي.

تكتسب كتل الطحالب الخضراء المزرقة المنهارة بشكل مفاجئ لونًا أصفر-بنيًا مزعجًا وتنتشر فوق منطقة المياه في شكل مجموعات كريهة الرائحة ، وتتحلل تدريجياً بحلول الخريف. هذا المركب من الظواهر يسمى " التلوث البيولوجي الذاتي". يستقر عدد ضئيل من المستعمرات اللزجة في القاع والشتاء. هذه المحمية كافية تمامًا لتكاثر الأجيال الجديدة.

الطحالب الخضراء المزرقة هي أقدم مجموعة من الكائنات الحية الموجودة حتى في رواسب أرشيان. كشفت الظروف الحديثة والحمل البشري المنشأ فقط عن إمكاناتهم ومنحتهم دفعة جديدة للتنمية.

تعمل الخضر الزرقاء على قلوية المياه وتخلق ظروفًا مواتية لتطوير البكتيريا المسببة للأمراض ومسببات الأمراض للأمراض المعوية ، بما في ذلك ضمة الكوليرا. تموت الطحالب وتتحول إلى حالة من الحطام النباتي ، وتؤثر على أكسجين الطبقات العميقة من الماء. تمتص الخضر الزرقاء خلال فترة الإزهار بقوة الجزء ذي الطول الموجي القصير من الضوء المرئي ، وتسخن وتشكل مصدرًا للإشعاع فائق القصر ، والذي يمكن أن يؤثر على النظام الحراري للخزان. تنخفض قيمة التوتر السطحي ، مما قد يتسبب في موت hydrobionts الذين يعيشون في الفيلم السطحي. تشكيل تغلغل غشاء سطحي في عمود الماء اشعاع شمسي، يسبب المجاعة الخفيفة في الطحالب الأخرى ، ويبطئ نموها.

على سبيل المثال ، يصل إجمالي الكتلة الحيوية للطحالب الخضراء المزرقة ، التي تنتج خلال موسم النمو في خزانات نهر الدنيبر ، إلى قيم 10 ⁶ر (في الوزن الجاف). هذا يتوافق مع كتلة سحابة الجراد ، والتي قام V. أطلق Vernadsky على "الصخور المتحركة" ومقارنته بكتلة النحاس والرصاص والزنك المستخرجة خلال القرن التاسع عشر حول العالم.

آثار التخثث على العوالق النباتية

يؤدي التخثث البشري المنشأ إلى تغيير في طبيعة الديناميكيات الموسمية للعوالق النباتية. مع زيادة كأس المسطحات المائية ، يزداد عدد القمم في الديناميكيات الموسمية لكتلتها الحيوية. في بنية المجتمعات ، يتناقص دور الدياتومات والطحالب الذهبية ، بينما يزداد دور الطحالب الزرقاء والخضراء. Dinoflagellates هي سمة من سمات الطبقية بحيرات المياه العميقة. كما يتزايد دور الطحالب الخضراء والطحالب الخضراء.

آثار التخثث على العوالق الحيوانية.

غلبة الأنواع ذات دورة الحياة القصيرة (cladocerans و rotifers) ، وهيمنة الأشكال الصغيرة. إنتاج مرتفع ، حصة صغيرة من الحيوانات المفترسة. تم تبسيط الهيكل الموسمي للمجتمعات - وهو منحنى أحادي النمط بحد أقصى في الصيف. عدد أقل من الأنواع السائدة.

آثار التخثث على نباتات القاع.

زيادة نمو الطحالب الخيطية. اختفاء نباتات الكاروفيت التي لا تتحمل تركيزات عالية من العناصر الغذائية وخاصة الفوسفور. السمة المميزة- التوسع في مناطق النمو المفرط للقصب الشائع ، والكتيل عريض الأوراق ، والمن ، وأعشاب البرك المشط.

آثار التخثث على zoobenthos.

يؤدي انتهاك نظام الأكسجين في الطبقات السفلية إلى تغيير في تركيبة zoobenthos. أهم علامة على التخثث هو انخفاض يرقات الذباب السداسي في البحيرة. إيري عنصر غذائي مهم لسمك السلمون في البحيرة. تزداد أهمية يرقات بعض الحشرات ثنائية الطور ، وهي أقل حساسية لنقص الأكسجين. كثافة تجمعات ديدان oligochaete آخذة في الازدياد. يصبح بينثوس أكثر فقراً وأكثر رتابة. تهيمن الكائنات الحية على التكوين مع محتوى أكسجين منخفض. في المراحل المتأخرة من التخثث ، يبقى عدد قليل فقط من الكائنات الحية في المنطقة العميقة من المسطحات المائية التي تتكيف مع ظروف التمثيل الغذائي اللاهوائي.

عواقب التخثث على الأسماك.

يؤثر إغناء المسطحات المائية بالمغذيات على تجمعات الأسماك في شكلين رئيسيين:

• تأثير مباشر على الأسماك

التأثير المباشر نادر نسبيا. يتجلى على أنه موت فردي أو موت جماعي للبيض والأسماك الصغيرة في المنطقة الساحلية ويحدث عندما تدخل النفايات السائلة التي تحتوي على تركيزات مميتة من المركبات العضوية والمعدنية. عادة ما تكون هذه الظاهرة محلية بطبيعتها ولا تغطي الخزان ككل.

• التأثير غير المباشر الذي يتجلى من خلال التغيرات المختلفة في النظم الإيكولوجية المائية

التأثير غير المباشر هو الأكثر شيوعًا. أثناء التخثث ، يمكن أن تحدث منطقة ذات محتوى أكسجين منخفض وحتى منطقة ميتة. في هذه الحالة ، يتم تقليل موائل الأسماك ، وتقليل الإمدادات الغذائية المتاحة لهم. يخلق ازدهار الماء نظامًا هيدروكيميائيًا غير موات. يؤدي تغيير اتحادات النباتات في المنطقة الساحلية ، والذي غالبًا ما يكون مصحوبًا بتكثيف عمليات الغمر ، إلى تقليل مناطق التفريخ ومناطق تغذية اليرقات وصغار الأسماك.

تتجلى التغييرات في الأسماك في المسطحات المائية تحت تأثير التخثث في الأشكال التالية:

انخفاض في العدد ثم اختفاء أنواع الأسماك الأكثر تطلبًا (stenobionts) من حيث جودة المياه.

التغيرات في إنتاجية الأسماك في الخزان أو مناطقه الفردية.

انتقال خزان من نوع سمكي إلى آخر حسب المخطط:

سمك السلمون الأبيض ← سمك الفرخ ← bream-roach ← الروش-الفرخ-الكروشي.

هذا المخطط مشابه لتحول ichthyocenoses في البحيرة في سياق التطور التاريخي للنظم الإيكولوجية المائية. ومع ذلك ، تحت تأثير التخثث البشري المنشأ ، يحدث على مدى عدة عقود. نتيجة لذلك ، تختفي أولاً السمك الأبيض(وفي حالات نادرة سمك السلمون). بدلاً من ذلك ، يصبح الكاربون (الدنيس ، الصرصور ، إلخ) ، وبدرجة أقل ، الفرخ (سمك البايك ، الفرخ) هم القادة. علاوة على ذلك ، من أسماك الكارب يتم استبدالها تدريجيًا بالصراصير ، من الفرخ ، يسيطر الفرخ. في الحالات القصوى ، تمر المسطحات المائية بحالة الانقراض ويسكنها سمك الشبوط الدوع.

مؤكد على الأسماك الأنماط العامةفي تغيير في بنية المجتمعات - يتم استبدال الأنواع ذات الدورة الطويلة بأنواع قصيرة الدورة. هناك زيادة في إنتاجية الأسماك. ومع ذلك ، في نفس الوقت ، يتم استبدال أنواع الأسماك البيضاء القيمة بأنواع ذات صفات تجارية منخفضة. أولاً ، الجسيمات الكبيرة - الدنيس ، سمك الكراكي ، ثم الجسيمات الصغيرة - الصرصور ، الفرخ.

غالبًا ما تكون العواقب على الثروة السمكية لا رجعة فيها. عندما يعود مستوى الكأس إلى حالته الأصلية ، لا تظهر الأنواع المنقرضة دائمًا. لا يمكن استعادتها إلا إذا كانت هناك طرق متاحة للاستقرار من المسطحات المائية المجاورة. بالنسبة للأنواع الثمينة (السمك الأبيض ، الثعبان ، سمك البايك) ، فإن احتمالية حدوث مثل هذه التسوية منخفضة.

العواقب المترتبة على استئصال الأجسام المائية للإنسان

الإنسان هو المستهلك الرئيسي للمياه. كما تعلم ، مع التركيز المفرط للطحالب ، تتدهور جودة المياه.

يستحق الاهتمام الخاص المستقلبات السامة ، ولا سيما الطحالب الخضراء المزرقة. تُظهر الجوتوكسين نشاطًا بيولوجيًا مهمًا فيما يتعلق بمختلف أنواع الهيدروبيونات والحيوانات ذوات الدم الحار. الجوتوكسين هي مركبات شديدة السمية. يعمل السم الأزرق والأخضر على الجهاز العصبي المركزي للحيوانات ، والذي يتجلى في حدوث شلل في الأطراف الخلفية ، وعدم تزامن إيقاع الجهاز العصبي المركزي. في حالات التسمم المزمن ، يثبط التوكسين أنظمة إنزيم الأكسدة والاختزال ، الكولينستريز ، ويزيد من نشاط الألدولاز ، مما يؤدي إلى اضطراب استقلاب الكربون والبروتين ، وفي البيئات الداخليةيتراكم الجسم منتجات مؤكسدة بشكل غير كامل من استقلاب الكربوهيدرات. انخفاض في عدد خلايا الدم الحمراء ، وتثبيط تنفس الأنسجة يسبب نقص الأكسجة من النوع المختلط. نتيجة للتدخل العميق في عمليات التمثيل الغذائي وتنفس الأنسجة للحيوانات ذوات الدم الحار ، فإن السم الأخضر المزرق له مجموعة واسعة من التأثيرات البيولوجية ويمكن تصنيفه على أنه سم بروتوبلازمي ذو نشاط بيولوجي مرتفع. كل هذا يشهد على عدم جواز استخدام المياه لأغراض الشرب من أماكن تراكم الطحالب والخزانات المعرضة لتكاثر قوي ، حيث أن المادة السامة للطحالب لا يتم تحييدها عن طريق أنظمة معالجة المياه التقليدية ويمكن أن تدخل شبكة إمدادات المياه بشكل مذاب. وجنبا إلى جنب مع الخلايا الفردية من الطحالب ، وليس الفلاتر المتأخرة.

يمكن أن يؤثر التلوث وتدهور جودة المياه على صحة الإنسان من خلال عدد من الروابط الغذائية. وبالتالي ، كان تلوث المياه بالزئبق هو سبب تراكمه في الأسماك. تسبب تناول مثل هذه الأسماك في مرض خطير للغاية في اليابان - مرض مينيمات ، ونتيجة لذلك لوحظت العديد من الوفيات ، بالإضافة إلى ولادة أطفال مكفوفين وصم وشلل.

تم إنشاء علاقة بين حدوث الأطفال ميتهيموغلوبينية الدمومحتوى النترات في الماء ، مما أدى إلى مضاعفة معدل وفيات الفتيات الصغيرات اللائي ولدن في الأشهر التي كانت فيها مستويات النترات مرتفعة. لوحظ وجود مستويات عالية من النترات في حزام الذرة الأمريكي في الآبار. غالبًا ما تكون المياه الجوفية غير صالحة للشرب. ظهور التهاب السحايا والدماغفي حالة المراهقين يتم تقييدهم بعد الاستحمام الطويل في بركة أو في نهر في يوم صيفي دافئ. يقترح وجود ارتباط بين المرض العقيم التهاب السحايا, التهاب الدماغوالاستحمام في الخزانات ، والذي يرتبط بزيادة التلوث الفيروسي للمياه.

اكتسب شهرة واسعة أمراض معديةبسبب الفطريات المجهرية التي تدخل الجروح من الماء وتسبب تلفًا شديدًا للجلد لدى الإنسان.

ملامسة الطحالب أو شرب المياه من المسطحات المائية المعرضة للازدهار أو تتغذى الأسماك على الطحالب السامة " مرض هاف", التهاب الملتحمةو الحساسية.

في كثير من الأحيان تفشي المرض في السنوات الأخيرة كوليراتتزامن مع فترة "الإزهار".

يؤدي التطور الهائل للطحالب في الخزان ، إلى جانب التداخل مع إمدادات المياه وتدهور جودة المياه ، إلى تعقيد الاستخدام الترفيهي لمصدر المياه بشكل كبير ، كما يتسبب في حدوث تداخل في إمدادات المياه الفنية. يكثف تطوير الحشف الحيوي على جدران أنابيب قنوات المياه وأنظمة التبريد. عندما يكون الوسط قلويًا بسبب تطور الطحالب ، تتشكل رواسب كربونات صلبة ، وبسبب ترسب الجسيمات والطحالب ، تقل الموصلية الحرارية لأنابيب أجهزة التبادل الحراري.

وبالتالي ، فإن التراكم المفرط للطحالب خلال فترة "التكاثر" الشديد للمياه هو سبب التلوث البيولوجي للمسطحات المائية وتدهور كبير في جودة المياه الطبيعية.

يجب تنظيم عملية تكاثر الطحالب والحفاظ عليها عند المستوى الأمثل ، طالما أن وظيفتها الإيجابية في عمليات التنقية الذاتية هي المهيمنة. من الضروري تنقية المياه من خلال المرشحات والكلور. يزيل الكلور ربع الطحالب. يكون التخثر والأوزون فعالين إذا كانت الدياتومات تهيمن على العوالق النباتية.

إفراز الأجسام المائية - زيادة في مستوى الإنتاج الأولي للمياه نتيجة زيادة تركيز العناصر الحيوية فيها ، وخاصة النيتروجين والفوسفور. NICHE بيئي - مجموعة من جميع العوامل البيئية التي يمكن من خلالها وجود نوع في الطبيعة. يستخدم هذا المفهوم عادة في دراسة العلاقة بين الأنواع القريبة بيئيًا التي تنتمي إلى نفس المستوى الغذائي. الهرم البيئي - تمثيل رسومي لنسبة المستويات الغذائية المختلفة. قاعدة الهرم هي المستوى الأول - مستوى المنتجين. يمكن أن يكون هناك ثلاثة أنواع: هرم من الأرقام وهرم من الكتلة الحيوية وهرم للطاقة. [...]

إن إثراء المسطحات المائية بالمغذيات هو إثراء مفرط للبيئة المائية بالمغذيات. [...]

يتم تحديد التخثث في الخزان إلى حد كبير من خلال إدخال العناصر الحيوية من الخارج. في ظل الظروف الطبيعية ، تتم إزالة المواد الحيوية من منطقة مستجمعات المياه. هذا التخثث له سمات الخلافة التدريجية الأولية. [...]

والنتيجة هي المياه العكرة ، وموت نباتات القاع ، وانخفاض تركيز الأكسجين المذاب ، ونقصه بالنسبة لأسماك أعماق البحار والرخويات. يمكن أن يحدث التخثث حتى في المياه العذبة المتدفقة ببطء. كلما دخل المزيد من المواد العضوية إلى البحيرة ، زادت الحاجة إلى الأكسجين 1 لتحويلها إلى مركبات غير عضوية. [...]

أصبحت مشكلة التخثث في المسطحات المائية منتشرة على نطاق واسع. هذا يرجع إلى حد كبير إلى الإزالة في الخزان عدد كبير! المغذيات بسبب تناول هذه المواد مع مياه الصرف الصحي البلدية وتدفق كمية كبيرة من الأسمدة في المياه السطحية للحصص الزراعية. [...]

وبالتالي ، يمكن منع إغناء المسطحات المائية بالمغذيات عن طريق إزالة عنصر غذائي واحد على الأقل من الماء. في الممارسة العملية ، يرجع ذلك إلى إزالة مركبات الفوسفور من مياه الصرف الصحي ، حيث إن الكربون على شكل بيكربونات ، والنيتروجين نتيجة الامتصاص من الهواء بواسطة بعض أنواع النباتات المائية ، موجودان دائمًا تقريبًا في المياه الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لارتفاع قابلية الذوبان في معظم الأملاح المحتوية على النيتروجين المعدني ، فإن العثور على طرق فعالة واقتصادية لإزالتها أمر صعب للغاية. ومع ذلك ، فإن الحاجة إلى تنظيم صارم لمحتوى أملاح الأمونيوم والنترات في مياه الخزانات قد أصبحت واضحة مؤخرًا. "قواعد حماية المياه السطحية من التلوث بمياه الصرف الصحي" (1975) المعمول بها في بلدنا ، على أساس الخصائص السمية ، في مياه الخزانات ذات الأهمية السمكية ، محتوى مركبات الأمونيوم محدود ، وفي مياه الخزانات للشرب المنزلي والاستخدام الثقافي والمنزلي - محتوى النترات. أقصى تركيز مسموح به لمركبات الأمونيوم هو 0.5 مجم / لتر ، وللنترات (من حيث النيتروجين) - 10 مجم / لتر. [...]

يعتمد التقييم والتحكم في درجة التخثث في المسطحات المائية على دراسة حالة الأكسدة والاختزال في نظام المياه. المصدر الرئيسي لبيروكسيد الهيدروجين في المسطحات المائية الطبيعية (على الأقل للمنطقة الشمالية الغربية من روسيا) هو إنتاج العوالق النباتية أثناء نشاط التمثيل الضوئي في النهار. [...]

في واقع الأمر ، فإن التحويل الحراري للخزانات يطلق نظامًا منسقًا للعمليات من خلال إبطاء تبادل المياه ، والنتيجة النهائية هي إغناء الخزان بالمغذيات. [...]

ت. يمكن أن يسبب ضررًا كبيرًا للأجسام المائية ، حيث أنه مع زيادة درجة الحرارة ، تقل كمية الأكسجين المذاب في الماء ، مما يقلل من قدرة التنظيف الذاتي للمياه الطبيعية. وبالتالي ، فإن النظام البيئي لخليج كوبور في خليج فنلندا يعاني من T.z. بسبب محطة لينينغراد للطاقة النووية. أدى هذا التلوث إلى تكثيف عملية التخثث في الخزان ، وتم استبدال الطحالب الخضراء إلى حد كبير بالبكتيريا الزرقاء ، وتغير تكوين الحيوانات السمكية (انخفضت كثافة تجمعات الرنجة بشكل حاد). [...]

يتمثل الخطر الجسيم في تصريف المياه العادمة الملوثة بالعناصر الحيوية (مركبات الفوسفور والنيتروجين) في المسطحات المائية ، وخاصة تلك التي تتدفق ببطء (البحيرات والخزانات وحتى البحار). في المياه التي تحتوي على مواد عضوية وعناصر حيوية ، هناك تكاثر مكثف للطحالب المجهرية - زرقاء وخضراء. في بعض الأحيان ، يتم تغطية سطح الماء بطبقة مستمرة من الطحالب الخضراء السامة ، ويحدث التخثث في المسطحات المائية (تتفتح). تطلق بعض الطحالب الخضراء المزرقة مواد سامة في الماء. عند الموت ، تقوم الطحالب الخضراء المزرقة بإزالة الأكسجين تمامًا من مياه الخزان وتلوثه بمنتجات التحلل. لوحظ حاليًا إغناء العديد من المسطحات المائية بالمغذيات: جنيف وبحيرات أخرى في سويسرا ، وأجزاء عديدة من نهر الأمازون ، إلخ. [...]

إعادة ضبط المركبات غير العضويةيؤدي وجود المسطحات المائية العذبة إلى تدهور نوعية المياه (تملح المسطحات المائية) ، وفي بعض الحالات يكون لها تأثير سلبي على النباتات والحيوانات في المسطحات المائية ويمكن أن تسبب أمراضًا خطيرة. يؤدي دخول الفوسفور وأملاح النيتروجين في مياه الخزانات إلى التطور السريع للطحالب ، خاصةً تلك الخضراء المزرقة (إغناء الخزانات بالمغذيات). [...]

منذ اللحظة التي امتلأ فيها قاع الخزان ، بدأ إغناء الخزان بالمغذيات بسبب تدفق المزيد من العناصر الحيوية من التربة والغطاء النباتي ، مما أدى إلى زيادة وضعه الغذائي. بدورها ، أدت الزيادة في القيمة الغذائية إلى تحديد تعاقب حيوانات الأسماك ، والتي تشتهر بالخزانات الشمالية من خلال الاستعاضة المتتالية عن مجمع السلمون بالسمك الأبيض ، والسمك الأبيض بسمك الكراكي ، ثم الانتقال إلى مجمع الكارب . تم تسريع هذه العملية مرارًا وتكرارًا عن طريق الصيد (وهو شكل من أشكال التأثير البيولوجي) ، والذي حدد التعاقب التجاري للأسماك وحول خزان Vilyui إلى خزان سمك الفرخ والصراصير والصراصير. [...]

تم تصميم القواعد نفسها لضمان نظافة النهر أو الخزان فقط في محاذاة نقاط استخدام مياه الشرب أو استخدام المياه الثقافية أو المنزلية أو صيد الأسماك. لقد أدى هذا النهج بالفعل إلى حقيقة أن العديد من الأنهار في بلدنا ملوثة محليًا أو بشكل مستمر تقريبًا. في المسطحات المائية الراكدة ومنخفضة التدفق ، تستمر عمليات التنقية الذاتية بشكل أبطأ وغالبًا ما تحدث حالات الطوارئ. نشأت مثل هذه الظواهر في بحيرة لادوجا - أحد مصادر إمدادات المياه لسانت بطرسبرغ ، في العديد من الخزانات الكبيرة. تم بناء جميع محطات معالجة مياه الصرف الصحي الحديثة باستخدام طرق معالجة مدمرة ، والتي تتلخص في تدمير ملوثات المياه من خلال الأكسدة والاختزال والتحلل المائي والتحلل وما إلى ذلك ، ويتم إزالة نواتج الانحلال جزئيًا من الماء على شكل غازات أو الرواسب ، وتبقى فيها جزئيًا على شكل أملاح معدنية قابلة للذوبان. نتيجة لذلك ، تدخل ما يسمى بالأملاح المعدنية غير السامة إلى المياه الطبيعية بكميات تقابل MPC ، ولكنها أعلى بعدة مرات من تركيزاتها الطبيعية في البيئة المائية. لذلك ، فإن تصريف المياه العادمة في الأنهار والخزانات التي خضعت لتنقية عميقة من المركبات العضوية من النيتروجين والفوسفور والكبريت وعناصر أخرى ، مع ذلك ، يزيد من محتوى الكبريتات الذائبة والنترات والفوسفات والأملاح المعدنية الأخرى في الماء ، مما يتسبب في التخثث في الخزانات ، "ازدهارها". "بسبب التطور السريع للطحالب الخضراء المزرقة ؛ هذا الأخير ، يحتضر ، يمتص الكثير من الأكسجين ويحرم الماء من القدرة على التنقية الذاتية. [...]

في الوقت الحالي ، لا توجد خزانات طبيعية وطبيعية تقريبًا بها حيوانات سمكية لم تتغير إلى حد ما. هذه الأنهار منظمة ، وشبكة من الخزانات والخزانات المختلفة - مبردات مرافق الطاقة ، والتغذيات البشرية المنشأ للخزانات ، بالإضافة إلى الصيد المكثف وأشكال مختلفة من أنشطة تربية الأسماك التي تغير بشكل كبير النظم الإيكولوجية المائية الطبيعية التي تطورت تاريخيا على مدى فترة طويلة من الزمن. لذلك ، تختلف أهداف وغايات الدراسات البيئية والصرفية لتكاثر الأسماك وتنميتها عن تلك التي كانت في بداية تطوير هذا المجال البحثي الواعد في مجال علم الأسماك. يمكن تمثيل القضايا النظرية الرئيسية التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بحل المشكلات الملحة في مجال مصايد الأسماك ، والتي عادت إلى الظهور في ظل ظروف إعادة بناء شاملة لجميع النظم المائية تقريبًا مع حيوانات سمكية راسخة تاريخيًا ، على النحو التالي. [. ..]

عند إطلاق مياه الصرف الصحي المعالجة في المسطحات المائية المغلقة وبطيئة التدفق ، وكذلك عند إعادة استخدامها في إمدادات المياه الصناعية ، يصبح من الضروري إزالة الفوسفور ومركبات النيتروجين من مياه الصرف لمنع إغناء المسطحات المائية بالمغذيات (التطور الشامل للطحالب) ، وكذلك كقاذورات بيولوجية مكثفة لخطوط الأنابيب والمعدات. تنطبق هذه المشكلة بشكل أساسي على مياه الصرف الصحي المنزلية أو البلدية ، حيث يتم احتواء الفوسفور ومركبات النيتروجين بشكل أساسي بعد المعالجة البيولوجية في شكل مذاب وسهل الهضم (في شكل أورثوفوسفات وأملاح الأمونيوم والنتريت والنترات). مصادر هذا النوع من تلوث المياه المنزلية هي منتجات الفضلات البشرية والمنظفات الاصطناعية ، حيث يمكن أن يصل محتوى البولي فوسفات إلى 30-50٪. [...]

لا تأتي المياه النظيفة فقط من المصادر وقنوات الينابيع. يوجد نظام تنظيف ذاتي في الخزانات ، دور قياديالتي تلعب فيها الكائنات الحية المائية. المجموعة الكاملة الكائنات المائيةمن البكتيريا إلى الأسماك في علاقاتها الغذائية لديها مركزات متخصصة ، ومرشحات ، ومرسبات ، والتي توفر معًا تمعدنًا متعدد المراحل للمواد العضوية وتحويل العديد من الملوثات إلى شكل رواسب قاع غير نشطة. ومع ذلك ، فإن إمكانيات التنقية الذاتية ليست غير محدودة. عند مستوى معين من تلوث المياه ، خاصة مع التصريفات المتساقطة لمياه الصرف الصحي غير المعالجة مع الشوائب السامة ، يمكن تدمير الكائنات الحية بالكامل في الخزان تقريبًا. وغالبًا ما يؤدي وجود فائض من العناصر الحيوية ، وخاصة النيتروجين والفوسفور (الأسمدة المعدنية المغسولة) ، إلى التخثث في الخزان ، والتكاثر المفرط للطحالب أحادية الخلية - ازدهار الماء ، الذي يصبح مصدرًا للتلوث الثانوي. لا يزال هذا المفهوم واسع الانتشار ، حيث يعتبر تصريف المياه العادمة في المسطحات المائية أحد أنواع الاستخدام الخاص للمياه ، كما أن المسطحات المائية ، نظرًا لقدرتها على التنظيف الذاتي ، تعتبر محطات معالجة بيولوجية طبيعية ذات سعة كبيرة. هذا المفهوم مضاد للغاية للبيئة ، حيث يؤدي تنفيذه إلى مأزق بيئي. [...]

أدى وجود مياه الصرف الصحي المنزلية الغنية بالمواد العضوية إلى زيادة التخثث في المسطحات المائية وأثر سلبًا على إنتاجيتها. كانت هناك أيضًا زيادة حادة في تطور العوالق النباتية ("إزهار الماء") ، والعديد من الكائنات المائية الأخرى ، والغابات الساحلية من الغطاء النباتي العالي. في الوقت نفسه ، نشأ نقص في الأكسجين ، وزادت المناطق العميقة مع التمثيل الغذائي اللاهوائي ، وتراكم كبريتيد الهيدروجين ، والأمونيا ، إلخ. تسبب هذا في موت أنواع الأسماك القيمة وتدهور نوعية المياه الصالحة للشرب ، وفقدت العديد من الخزانات أهميتها الاقتصادية. [...]

يُطلق على الانخفاض في جودة المياه نتيجة الحمل الزائد البشري المنشأ لخزان يحتوي على مواد حيوية ، والذي يتسبب في نمو مفرط للعوالق النباتية ، ظاهرة التخثث البشري المنشأ في الخزان. هذا هو أحد المظاهر المحزنة لتلوث الإنسان للبيئة. يمكن الحكم على حجم هذه العملية من خلال حقيقة أن التلوث يتطور بشكل مكثف في مثل هذه المسطحات المائية العذبة الضخمة مثل بحيرة إيري ، وحتى في بعض البحار. [...]

يتم معالجة أكثر من 40٪ من المساحة المزروعة بالمبيدات. يصل حوالي 1٪ من هذه المواد إلى المسطحات المائية من الأراضي البعلية ، وحوالي 4٪ من الأراضي المروية. أثناء المعالجة الجوية ، نتيجة للانجراف ، يدخل ما يصل إلى 30٪ من المبيدات المطبقة إلى المسطحات المائية. تهاجر في الماء ، يتم نقلها لمسافات طويلة ، كما أن اضمحلالها البيولوجي بسبب الاستقرار بطيء. أصبحت عملية التخثث في المسطحات المائية خطرة للغاية ، عندما يتم تكثيف نمو العوالق النباتية ، وخاصة الطحالب الخضراء المزرقة - تحدث تزهر المياه. يرتبط التخثث في الخزانات بنض العناصر الحيوية من التربة المغمورة وتعفن الغطاء النباتي في قاعها. لكن هذه العملية على وجه الخصوص قد تكثفت فيما يتعلق بتصريف مياه الصرف المنزلية والصناعية ، وإزالة الأسمدة المعدنية والمبيدات من الحقول ، وانتهاك النظام الهيدرولوجي للأنهار. يلعب دور سلبي أيضًا حقيقة أن ما يصل إلى مليون طن من السماد يتكون سنويًا في مجمعات الثروة الحيوانية ، ويتم تطبيق حوالي 600 ألف طن منه فقط على التربة. يمكن أن تدخل كمية كبيرة من الأسمدة العضوية المسطحات المائية وتسبب التخثث. [...]

والمثال الكلاسيكي على الخلافة الطبيعية هو "شيخوخة" النظم البيئية للبحيرة - التخثث. يتم التعبير عنها في فرط نمو البحيرات بالنباتات من الشواطئ إلى المركز. لوحظ هنا عدد من مراحل النمو المفرط - من النباتات الأولية - العائمة الحرة والقريبة من القاع المغمورة بعيدًا عن الساحل ، إلى تلك التي تم الوصول إليها - نباتات الزمرد المتوسطة والعالية ونبات ألدر الأسود بالقرب من الساحل. نتيجة لذلك ، تتحول البحيرة إلى مستنقع من الخث ، إلى نظام بيئي من نوع الذروة. يتم تحديد التخثث في الخزان إلى حد كبير عن طريق إدخال العناصر الحيوية من الخارج. [...]

يرتبط التسريع ، أو ما يسمى بالتخثث البشري المنشأ ، بدخول كمية كبيرة من العناصر الغذائية إلى المسطحات المائية - النيتروجين والفوسفور وعناصر أخرى في شكل الأسمدة والمنظفات ونفايات الحيوانات والهباء الجوي ، إلخ. الظروف الحديثةيستمر التخثث في المسطحات المائية في فترة زمنية أقصر بكثير - عدة عقود أو أقل. [...]

أعلاه ، لقد لاحظنا بالفعل دور الأنشطة الزراعية في تراكم الفوسفور وبالتالي تنشيط التخثث في المسطحات المائية ، وخاصة تلك التي لا تصرف. حتى الآن ، ظهرت بيانات غير منظمة عن التخثث في طبقات المياه الجوفية المغلقة القريبة من السطح عن طريق التغذية والتفريغ في الغلاف الجوي والسطحي في وضع بطيء ، وهذا مع الكائنات الحية المتواضعة جدًا في تكوينها. [...]

يمثل الإنتاج الزراعي ما لا يقل عن نصف النيتروجين المرتبط الذي يدخل المسطحات المائية. تخصيب المياه العناصر الغذائية، التي ترتبط في المقام الأول بالنيتروجين ، تؤدي إلى فرط نمو الطحالب. عندما تموت ، فإنها تخضع للتحلل البكتيري اللاهوائي ، مما يتسبب في نقص الأكسجين ، وبالتالي موت الأسماك والحيوانات المائية الأخرى. إن إغناء المسطحات المائية بالمغذيات ظاهرة منتشرة للأسف [...]

وبالتالي ، فإن إحدى أكثر التأثيرات البشرية شيوعًا على النظم الإيكولوجية للبحيرات والخزانات هي عملية التخثث ، التي تسرع من شيخوخة هذه البحيرات. تقود هذه العملية زيادة في المواد الحيوية والعضوية (المواد التي تحتوي على النيتروجين بشكل أساسي) التي تدخل المسطحات المائية عن طريق التنظيف من التربة المغمورة وحقول الأسمدة الزراعية ومياه الصرف الصحي البلدية. مع زيادة "ازدهار" الماء (زيادة في عدد الطحالب الخضراء المزرقة) ، ينخفض ​​محتوى الأكسجين في الماء ؛ وهذا يؤدي إلى انخفاض في عدد السكان الأكثر حساسية لنقص الكمية المطلوبة من الأكسجين ، وظهور السموم. وبالتالي ، فإن مؤشرات المراقبة التي تميز إكثار المسطحات المائية عنصر مهم المراقبة البيئية(سم. ).[ ...]

يحتوي الجريان السطحي من الأراضي الزراعية البعلية والمروية على عناصر بيولوجية ، والتي عند دخولها إلى المسطحات المائية ، تنتهك التوازن الطبيعي للأنظمة البيئية. وبالتالي ، فإن الزيادة في محتوى النيتروجين والفوسفور تحفز نمو النباتات المائية ، مما يؤدي إلى فرط النمو وانسداد القنوات والأنهار والخزانات ، وخاصة تلك التي تتدفق بشكل ضعيف. كمية صغيرة من الفوسفور التي يتم إدخالها مع الجريان السطحي تخلق ظروفًا غير مواتية للنباتات الدقيقة في الخزان ، والتي يساهم موتها في انتهاك نظام الأكسجين. في النهاية ، يؤدي هذا إلى إغناء المسطحات المائية بالمغذيات. يدخل الجزء الرئيسي من العناصر الحيوية المسطحات المائية في صورة ذائبة مع تدفقات السطح والصرف ، وكذلك في حالة غير منحلة مع جزيئات التربة نتيجة تآكلها. [...]

ونتيجة لذلك ، تنشأ عواقب سلبية مختلفة تدمر النظم البيئية الطبيعية ، مما يؤدي ، على وجه الخصوص ، إلى إغناء المسطحات المائية بالمغذيات (انظر القسم 6.4.2.4). [...]

استنادًا إلى بيانات من 68 خزانًا في غرب الولايات المتحدة ، خلص مولر إلى أن النتائج الأكثر ملاءمة هي: بالنسبة للخزانات الحالية ، يتم إجراء الحسابات في إطار نموذج ديلون-ريجلر ، بينما أظهر نموذج فولنويدر نفسه جيدًا فيما يتعلق بالخزانات الحالية. الخزانات المتوقعة. في الوقت نفسه ، يشير مولر ، مع ذلك ، إلى أن مسألة قابلية تطبيق معلمات معايرة البحيرة على الخزانات تتطلب دراسة إضافية. خدمات حكوميةالولايات المتحدة ، التي تتعامل مع مشكلة التخثث في المسطحات المائية ، غالبًا ما تستخدم نموذج Vollenweider (Reckhau ، اتصال شخصي ، 1982). عند إنشاء جميع النماذج المذكورة أعلاه ، تم افتراض وجود طبقة مختلطة جيدًا في الخزان. بعض النماذج لا تأخذ في الاعتبار إطلاق الفوسفور من الرواسب ، والبعض الآخر يتضمن مصطلحًا يصف التأثير الصافي لترسيب الجسيمات العالقة على محتوى الفوسفور في الماء. نتيجة الحسابات هي متوسط ​​التركيزات السنوية ، والتي تعمل ، من ناحية ، كمؤشر للحالة الغذائية الحالية للبحيرة ، ومن ناحية أخرى ، كأساس لتطوير استراتيجية إزالة التغذية. [.. .]

فيما يتعلق باستخدام متعدد الفوسفات في تكوين الرسائل القصيرة ، فمن المناسب ملاحظة أن هذه المواد التي تحتوي على الفوسفور كانت من العوامل المهمة في إثراء المسطحات المائية والتطور المكثف للعوالق النباتية فيها ، وخاصة الأزرق والأخضر وبعض طحالب أخرى. يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لهذه المشكلة ، والتي هي أكثر إلحاحًا بالنسبة للبلدان ذات المناخ الدافئ والمناطق الجنوبية من بلدنا. تم تخصيص العديد من الأعمال لمشكلة استبدال الفوسفات متعدد الفوسفات في الرسائل القصيرة بمواد أخرى ، وبعض الأعمال تنظر في مسألة إزالة الفوسفور من المياه العادمة التي تدخل المسطحات المائية ، وما إلى ذلك (مالوني ، 1966 ؛ ميسينغام ، 1967 ؛ شابيرو ، 1970 ؛ هاميلتون ، 1974). [...]

إن مكونات التأثير البيئي لعمليات التعرية مثل فقدان المواد العضوية للتربة ، وتشكيل التربة المستصلحة ، وإغناء المسطحات المائية بسبب إزالة كمية كبيرة من المغذيات من طبقة التربة السطحية والترسيب الحمضي ، مترابطة بشكل متبادل ، تكافئ وتحدث في وقت واحد. [...]

يمكن أن تتسبب المواد التي تشكلت خلال حياة الكائنات الحية الدقيقة ، وكذلك الكائنات الحية الدقيقة نفسها ، في تدهور جودة المياه ، خاصة في الخزانات ذات التدفق البطيء. قد يكون هناك أيضا أعطال الهياكل الهيدروليكية. أكثر مظاهر النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة التي تعيق عملية التنقية الذاتية في المسطحات المائية ، وتشغيل مآخذ المياه وأنظمة التبريد ، تسبب تغيرًا في جودة المياه ، هي ازدهار المسطحات المائية ، والقاذورات ، وظهور الروائح. وطعمه بالقرب من الماء. يرتبط تكوين الخزانات بانخفاض سرعة تدفق المياه ، ونتيجة لذلك يصبح النظام الهيدروكيميائي للخزانات الكبيرة قريبًا من نظام البحيرات. عندما يتم تنظيم تدفق النهر ، يزداد وقت مرور الماء من المصدر إلى الفم بمقدار 10-15 مرة. وهكذا ، في نهر الفولغا ، وصلت المياه إلى تنظيم الجريان السطحي من Rybinsk إلى Volgograd في 30 يومًا أثناء ارتفاع المياه ، وفي غضون 50 يومًا أثناء انخفاض المياه. وبعد تكوين سلسلة من الخزانات ، زاد وقت مرور المياه في هذه المنطقة إلى 450-500 يوم. يصاحب تباطؤ تبادل المياه في نظام النهر تغيرات كبيرة في النظام الهيدروكيميائي والهيدروبيولوجي. تعمل الخزانات مثل البحيرات العملاقة ، لذلك يتركز التلوث فيها. يساهم تناول المركبات العضوية والسامة ، والعناصر الحيوية في ظهور ظروف لإثراء الخزان بالمغذيات ، وتعطيل عملية التنقية الذاتية ، والنمو الزائد ، أي التنمية الشاملةارتفاع الغطاء النباتي المائي. [...]

تنظم منظمة الصحة العالمية ، بالاشتراك مع اليونسكو والمنظمة العالمية للأرصاد الجوية وبرنامج الأمم المتحدة للبيئة ، شبكة لمراقبة جودة المياه من أجل تحديد الملوثات الخطرة بشكل خاص ، ونقل الملوثات ، والتحكم في إغناء المسطحات المائية بالمغذيات. هذا الجانب وثيق الصلة أيضًا بأهداف GEMS (الهدف الرابع). [...]

تمثل المدخلات البشرية حصة كبيرة في توازن الفوسفور. استخدام الأسمدة والتلوث الكيميائي للمحيط الحيوي ككل ، تلعب عمليات التعرية دور الحاسمفي فوسفات المحيط الحيوي. يتطلب حل المشكلة المثيرة للجدل - نقص الفوسفور وإثراء المسطحات المائية - تطوير مجموعة من التدابير التي تهدف إلى تقليل فقد الفوسفور أثناء المعالجة والتسميد ومنع التلوث البيئي بمركبات الفوسفور. [...]

يقدم هذا الفصل المصطلحات والمفاهيم الأساسية في علم البحيرات الهندسي. القسمان 1.1 و 1.2 يتعاملان بشكل مباشر مع بعض الخصائص الأساسية لعلم المياه. يناقش القسم 1.3 بإيجاز التناقضات التي يحركها المناخ في خصائص المياه الداخلية ، ويقدم القسم 1.4 مفهوم النمذجة في حد ذاته. أخيرًا ، في القسم 1.5 ، تم وصف الأفكار الحديثة حول ظاهرة التخثث في المسطحات المائية والأسباب التي تثير قلق الجمهور بشأن التخثث المتسارع أو "الثقافي" (أي البشري المنشأ) للبحيرات والخزانات. [...]

كما ذكرنا أعلاه ، يمكن إبطاء كثافة أزهار البحيرة عن طريق تقليل كمية العناصر الغذائية التي تدخلها. في الوقت الحالي ، يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لتقليل الإمداد بالفوسفور ، حيث يُعتقد أن التحكم في عملية التخثث في المسطحات المائية يعتمد بشكل أساسي على تقليل تركيز هذه المغذيات. ومع ذلك ، من المهم بنفس القدر أنه من الأصعب بكثير إزالة المركبات المحتوية على النيتروجين من مياه الصرف. اعتمدت بعض الولايات لوائح بشأن محتوى الفوسفور في مياه الصرف الصحي المعالجة. تحدد هذه المعايير الحد الأقصى المسموح به لتركيزات الفوسفور في مياه الصرف الصحي المعالجة ، وكذلك متطلبات إزالة جزء معين من الفوسفور في عملية المعالجة. يُفترض أن تكون التركيزات القصوى المسموح بها للفوسفور 1-2 مجم / لتر (في معظم الحالات 1.0 مجم / لتر) ، ويجب أن تكون كفاءة إزالة الفوسفور أثناء عملية التنقية 80-95٪ وفقًا للمتطلبات التنظيمية. [.. .]

مع الاستخدام غير السليم للأسمدة الفوسفورية وتآكل التربة بالماء والرياح ، تتم إزالة كميات كبيرة من الفوسفور من التربة. من ناحية ، يؤدي هذا إلى الاستهلاك المفرط للأسمدة الفوسفورية ونضوب احتياطيات الخامات المحتوية على الفوسفور (الفوسفوريت ، الأباتيت ، إلخ). من ناحية أخرى ، يؤدي دخول كميات كبيرة من العناصر الحيوية مثل الفوسفور والنيتروجين والكبريت ، وما إلى ذلك من التربة إلى المسطحات المائية ، إلى التطور السريع للطحالب الخضراء المزرقة والنباتات المائية الأخرى ("ازدهار" الماء) وإثراء المسطحات المائية بالمغذيات. لكن معظم الفسفور ينقل إلى البحر. [...]

إن معرفة قوانين تداول النيتروجين والمواد البيولوجية الأخرى في التربة تجعل من الممكن تطوير استراتيجية أساسية لزيادة خصوبة الأرض وتطوير الزراعة غير الناقصة. يحتاج توقيت وكمية تطبيق السماد إلى إجراء موازنة دقيقة. من المهم أن تمتص الأسمدة بالنباتات ولا تضر بالبيئة وصحة الإنسان. بعد كل شيء ، فائض العناصر الغذائية يلوث البيئة والمياه العذبة ويؤدي إلى زيادة المغذيات في المسطحات المائية بل ويهدد طبقة الأوزون في الستراتوسفير. [...]

كانت إحدى أولى المحاولات للسيطرة على الفوسفور في مياه الصرف الصحي هي إيجاد بدائل لمكونات الفوسفور في المنظفات. في ذلك الوقت ، كان يعتبر هذا النهج مناسبًا تمامًا ، حيث كانت المنظفات هي المصدر الرئيسي للفوسفور الموجود في مياه الصرف الصحي المنزلية. لسوء الحظ ، لا يمكن العثور على بديل مناسب. لا تحتوي المضافات الكاوية على خصائص منظفات مكافئة ، وكانت مهيجة للجلد ، كما تسبب بعض أنواعها في تلف العين والأغشية المخاطية عند استنشاقها أو ابتلاعها. نيتريلوتراسيتات الصوديوم (NTA) ، الذي يعتبر أفضل بديل للفوسفات ، يشكل تهديدًا لصحة الإنسان. اقترح الجراح العام للولايات المتحدة أن تستمر الأسر في استخدام المنظفات الفوسفاتية لبعض الوقت في المستقبل بسبب سلامتها. هناك نقطة أخرى برزت من النقاش حول المنظفات الفوسفاتية وهي أن إغناء المسطحات المائية بالمغذيات ليس مشكلة وطنية. تم العثور على مياه الصرف الصحي من أنظمة الصرف الصحي التي تخدم ما يقرب من 55 ٪ من السكان يتم تصريفها في المحيط أو في ¡ أنهار رئيسيةتتدفق في المحيط. يعيش 30٪ من السكان في مناطق ريفية بدون شبكة صرف صحي. وبالتالي ، فإن البحيرات التي قد تكون مهددة من خلال عملية التخثث يتم إغراقها بالمياه العادمة من أنظمة الصرف الصحي التي تخدم 15 ٪ فقط من سكان الولايات المتحدة. تشمل هذه المسطحات المائية منطقة البحيرات العظمى ، ص. بوتوماك ومصبها وخليج سان فرانسيسكو والأنهار المتدفقة فيها ، البحيرة. تاهو والعديد من البحيرات والخزانات الكبيرة والصغيرة الأخرى. لا يعتبر الفوسفات تهديدًا كبيرًا للأنهار. يتم دعم وجهة النظر هذه من خلال البيانات التي تم جمعها ، والتي وفقًا لها حتى التركيزات العالية من الفوسفور مثل 2-3 ملغم / لتر في المياه المتحركة لا تؤدي إلى تدهور خطير.