Mnogi od nas su morali da gledaju sliku kada se nekada lepa bara, kočići ili jezero pretvaraju u ružnu zelenu izmaglicu. Šta se dešava sa ovim rezervoarima i šta im može pomoći da spasu svoj ekosistem?

To uništava vodenu sredinu

Naučno, ova štetna pojava se naziva eutrofikacija. Ova riječ doslovno znači "obilnu ishranu", odnosno rezervoar je ispunjen dušikom i fosforom, što zauzvrat izaziva "cvjetanje" vode i pogoršava njenu kvalitetu. Takav višak istih doprinosi i prekomjernoj pojavi anaerobnih mikroorganizama. Sve to dovodi do smanjenja kisika u vodi, čime počinje masovna smrt riba. Također, zbog obraslih algi, ostatak biljaka rezervoara ne prima dovoljno sunca, zbog čega je flora iscrpljena.

Uzroci zagađenja

Često je eutrofikacija samo prirodni proces starenja jezera. Stotinama godina mulj se stalno taloži na dno, od čega posuda prestaje biti dubokovodna. Stoga se nekada čisti ribnjak pretvara u stajaću muljevinu neprikladnu za ribu. Postoji i takva stvar kao što je kombinovana eutrofikacija. U ovom slučaju, tok "pustoši" olakšavaju mnogi faktori, poput opalog lišća, srušenog drveća, smeća prolaznika i turista. Ali to nisu jedini izvori zagađenja vode. Mnoge vode stradaju isključivo zbog ljudskih aktivnosti. Priroda je "razvukla" ove ustajale procese hiljadama godina, ali su ljudi mogli da ih ubrzaju i pokvare za samo nekoliko decenija. To je zbog obilnih emisija amonijaka i

Efekti

Spomenuti uzroci eutrofikacije vodnih tijela dovode do toga da se biogeni počinju intenzivno pojavljivati ​​u vodenoj sredini. Oni doprinose sljedećim procesima:

1. Živi organizmi u vodi počinju da odumiru i padaju na dno. Kiseonik praktično nestaje zbog primjetne razgradnje na dubini. Zbog toga i ostatak ribe ugine, što pokreće novi lanac, ona se raspada, kisik nestaje i eutrofikacija se povećava. Ovo zauzvrat skoro počinje
2. Voda postaje tamna zbog pojave ogromnog broja planktona. Iz tog razloga, svjetlost ne može probiti do dna, zbog čega korisne biljke rezervoara nestaju na dubini. Bez podvodne flore, kiseonik se ne može formirati.
3. Ljeti, zbog biogena, situacija postaje složenija, jer se hladne vode koje teku na dnu i tople vode odozgo ne mogu miješati, pa se povećava eutrofikacija vodnih tijela.
4. S početkom večeri, velika količina planktona počinje apsorbirati preostali kisik, iscrpljujući rezervoar do jutra, riba ostaje bez zraka. To dovodi do njene smrti.
5. Ako je rezervoar služio kao izvor vode za stanovništvo, vremenom može postati neupotrebljiv. To se događa zbog činjenice da anaerobni procesi doprinose pojavi toksičnih elemenata u vodi, kao što su metan i sumporovodik.

Znakovi zagađenja

Eutrofikaciju vodnih tijela određuje vanjske karakteristike. Tečnost odiše karakterističnom „teškom“ aromom, a na njenoj površini se pojavljuje plak. Može se primijetiti i obilnu pojavu blata, "otočića" algi sa lećom. Ovo zeleno bojenje vode u odgovarajuću nijansu. Na dnu se pojavljuje gusta, viskozna i neugodna masa organskih sedimenata. Ako se ovaj proces prepusti slučaju, ribnjak će se uskoro samljeti i postati močvara.

Morsko okruženje i dušik

Nažalost, neka mora su također podložna destruktivnim efektima. U osnovi, dušik ulazi u ove vode iz obližnjih zemljišta, na kojima se taloži. isprati ovaj element iz tla i nositi ga u more. U ovim krajevima obično prevladava topla klima, što izaziva brzu razgradnju organskih proizvoda.

Otpornost

Poznato je da eutrofikacija nije nepovratan proces. On je u stanju da se zaustavi i akumulacija postepeno obnavlja svoj prvobitni ekosistem. Ovo se ne odnosi samo na one slučajeve kada je proces pokretanja još na samom početku. Čak i uz produženu "infekciju", vodena tijela su u stanju da se "izliječe". Ali za to postoji važan uslov. Ekosistem se obnavlja ako se curenje dušika eliminira ili smanji što je više moguće. Bilo je slučajeva obnove kada je rezervoar bio zasićen dušikom jako dugo. Kada je ovaj izvor uklonjen, velika količina nakupljene materije još je ostala u tlu. Ali vegetacija je služila kao neprobojni tepih koji nije negativno utjecao na vodeni ekosistem. Jezero se zaista oporavilo. Nažalost, otpočelo je vađenje u blizini rijeka i akumulacija, a ovaj „zaštitni“ sloj, koji je štitio tekućinu od dušika, je slomljen i proces eutrofikacije je nastavljen.

Kako očistiti rezervoare?

Ako je ribnjak, stope ili jezero mali, u njega se može ugraditi poseban filter. Zanimljivo je da su proteklih godina ljudi sipali ugalj na zagađeno dno, koji je svojevrsni filter. Ova metoda je donekle uspješna. Stvorena je i biološka metoda. U ovom slučaju u vodu se dodaju posebni mikroorganizmi koji "jedu" višak dušika i fosfora. Ali za ovu metodu vrijedi napraviti laboratorijsku analizu vode kako bi se točno znalo koje će bakterije biti korisne. Treća opcija je korištenje hemije, koja vam omogućava normalizaciju kiselinsko-bazne ravnoteže. I posljednji, najskuplji način je ugradnja uređaja koji puni vodeni prostor ultraljubičastim zrakama. Oni doprinose činjenici da štetni mikroorganizmi gube sposobnost dijeljenja i postepeno izumiru.

Eutrofikacija je obogaćivanje ekosistema nutrijentima. Tokom dugog perioda, obično nekoliko hiljada godina, jezera prirodno mijenjaju svoje stanje od oligotrofnog (siromašnog biogenim elementima) do eutrofnog (bogata njima) ili čak distrofičnog, tj. sa visokim sadržajem ne mineralnih, već organskih tvari u vodi. . Međutim, u XX veku. došlo je do ubrzane antropogene eutrofikacije mnogih jezera, unutrašnjih mora (posebno Baltika, Mediterana, Crnog) i rijeka širom svijeta.

glavni razlog To je bila povećana upotreba azotnih đubriva i ispuštanje velikih količina kućnih otpadnih voda koje sadrže fosfate u vodena tijela. Ovo posljednje odražava ne samo rast svjetske populacije, već i trenutni trend povećanja njegovog urbanog udjela, kao i poboljšanje kanalizacionih sistema.

Eutrofikacija stvara akutne ekonomske i ekološke probleme. Čista voda neophodan za mnoge industrijske procese, ljude i stoku, komercijalni i sportski ribolov, operacije odmarališta i navigaciju.

Tipične krivulje "trošenja kiseonika": efekat ispuštanja organske materije u reku na koncentraciju rastvorenog kiseonika u vodi. (Od C. F. Masona (1981) Biologija zagađenja slatke vode, Longman.)

Nitrati i posebno fosfati spadaju među nutrijente koji najčešće određuju primarnu produktivnost vodenih ekosistema. Dakle, dodavanje ovih soli stimulira brzu reprodukciju planktona. Potrošači sporije reaguju na rast prehrambenih resursa, stoga se povećava udio autotrofa koji umiru “prirodnom smrću” i direktno opskrbljuju organsku materiju detritusu. lancima ishrane. Mineralizacija akumuliranih ostataka od strane razlagača zahteva kiseonik. Kao rezultat, njegova koncentracija u vodi može pasti ispod potrebnog nivoa normalan razvoj mnoge vrste nekadašnjeg ekosistema. U dalekosežnim situacijama, ribe i druge velike životinje uginu, njihova razgradnja povećava potrebu za kisikom, a proces se nastavlja povećavati. Ovaj problem može uticati ne samo na direktno eutrofikovanu zonu.

Nekoliko područja sa nedostatkom kiseonika u riječnim sistemima može biti dovoljno da blokira migraciju migratornih riba kao što su losos i jegulja.

Termička stratifikacija jezera u srednjim geografskim širinama (Lingxiai Ponds, Connecticut, SAD). Ljeti, topli, kisikom bogati cirkulirajući sloj vode (epilimnion) je odvojen od hladnog, siromašnog kisikom donjeg sloja (hipolimnion) širokom zonom brze promjene temperature - termoklinom. U ovoj zoni, gradijent oksigenacije vode je sličan onom datom za rezervoar u cjelini. (Dopunjeno od: E. P. Odum (1971) Osnove ekologije, Saunders.)

Deoksigenacija tekućih voda uzrokovano organskim ostacima je spor proces, a maksimalni nedostatak kisika se obično uočava na nekoj udaljenosti od mjesta snabdijevanja hranjivim tvarima. Tako je, na primjer, u Temzi 1967. godine, u jesen, kada je vodostaj bio nizak, zona iscrpljivanja kisika prostirala se 40 km ispod Londonskog mosta, a u proljeće, kada je voda bila visoka, iznosila je samo 12 km. U posljednjih 30 godina urađeno je dosta posla na čišćenju ove rijeke. U Temzi više nema tako ozbiljnog nedostatka kisika, a riba se može loviti cijelom njenom dužinom.

U jezerima problem nedostatak izazvan eutrofikacijom kiseonik može biti pogoršan sezonskom stratifikacijom, tj. stvaranjem nemešljivih slojeva vode sa različite temperature. U umjerenim klimama, temperaturna stratifikacija se obično javlja početkom ljeta, uglavnom iz sljedeća dva razloga.
1. Sunce zagrijava površinu vode. Topla voda ima manju gustinu, pa ne tone, već formira topli, stacionarni gornji sloj (epilimnion). Ispod ovog sloja voda se može zagrijati samo provodljivošću, a u tečnom mediju taj proces je spor.
2. Rijeke i potoci uliva se u jezero, manje od njega. Njihova voda se zagrijava do pune dubine. Miješa se samo sa epilimnionom, podižući njegovu temperaturu još više u odnosu na duboki sloj (hipolimnion)

Za ekosistem jezera sve to ima bitne posljedice, posebno otežava dotok kisika u hipolimnion.

Voda jezera je opskrbljena kiseonikom na tri glavna načina:
1) zbog fotosinteze za koju je potrebna svjetlost, odnosno najintenzivnija u blizini površine;
2) difuzijom iz atmosfere;
3) sa tekućom vodom iz uličnih rijeka i potoka.

Kao što se može vidjeti, ovi izvori obogaćuju kisikom prije totalni epilimnion. Oksigenacija dubokih slojeva zavisi od difuzije odozgo i mešanja vode tokom teških talasa. Ovo posljednje je tipičnije za zimsku sezonu. Dakle, kada se uspostavi ljetna stratifikacija, život u dubinama jezera uglavnom ovisi o opskrbi kisikom nastalom proljećem u hipolimnom jonu.

U zdravom jezerskom ekosistemu većinu primarne biomase jedu fitofagi; na udio detritofaga i razlagača otpada relativno malo hrane. Eutrofikacija povećava produktivnost fitoplanktona u epilimniju, a masa mrtvih ostataka taloži se na dno rezervoara, budući da potrošači "ne mogu da se izbore" sa povećanom količinom hrane. To stimulira razvoj razlagača u hipolimniju, koji iscrpljuju ionako male količine kisika. Da je u hipolimniju bilo puno kiseonika, onda ne bi bilo problema. Međutim, do kraja ljeta tamo se mogu razviti anoksični (bez kisika) uvjeti koji uzrokuju katastrofalan uginuće (umor) riba i drugih životinja.

Antropogena eutrofikacija, za razliku od prirodne eutrofikacije, nuspojava je ljudske aktivnosti i sastoji se u brzom porastu trofičkog sadržaja rezervoara zbog prodiranja mineralnih (biogenih) i organskih tvari u njega u količinama koje znatno premašuju normalne prirodne razine. .
Male akumulacije se brže zagađuju mineralnim i organskim materijama. Stoga je problem eutrofikacije odavno poznat za slatkovodne ekosisteme, prvenstveno u vezi sa „cvjetanjem“ jezera, rijeka i akumulacija. Međutim, do 1980-ih godina, u velikim područjima mora, prvenstveno u unutrašnjosti, pojavili su se znaci promjena ekosistema koji se više nisu mogli objasniti mogućim dugoročnim fluktuacijama i drugim prirodnim uzrocima.
Vjeruje se da je morska eutrofikacija složenija i manje proučavana, ali za neke morske ekosisteme tako su teške posljedice ovog procesa očigledne, kao što je masovna smrtnost komercijalnog i krmnog bentosa, pridnene ribe, ozbiljne štete u turističkoj industriji povezane s propadanjem. estetskih resursa morske obale, smanjenje prozirnosti vode, pojava neugodnih mirisa itd.
Vodne površine mora su oduvijek bile heterogene u pogledu trofičkih nivoa. Tako je u zonama pravilnog porasta dubokih voda bogatih biogenim elementima, u estuarskim područjima, trofični sadržaj morskih voda uvijek povećan. Prirodni ekosistemi na to reaguju povećanom produktivnošću. Ali ispuštanje u more i uklanjanje biogenih elemenata i organskih supstanci rijekama je dostiglo toliki intenzitet da ekosistemi ne mogu obraditi ove unose. Dolazi do narušavanja regulacije ekosistema, ravnoteže procesa, što će rezultirati općim ekološkim stresom, oštećenjem živih resursa mora, posebno u blizini izvora eutrofikacije.
Eutrofikacija stvara niz međusobno povezanih pojava u prirodnim vodnim tijelima, ponekad kombiniranih terminom "sindrom eutrofikacije". Među njima su „cvjetanje“ vode, ili, [. Odum, 1975], „maligno“ povećanje biološke produktivnosti, nedostatak kisika u donjim slojevima vode (hipoksija), masovna smrt pridnenih i pridnenih organizama (smrzavanje) , oslobađanje proteina tokom procesa razgradnje sumporovodičnih supstanci, smanjenje prozirnosti vode itd. Proces eutrofikacije vodnih tijela posebno se brzo razvijao u posljednje 2-3 decenije kao rezultat intenziviranja poljoprivrede, industrije i druge vrste praktičnih aktivnosti ljudi. Štaviše, stepen indukovane trofičnosti svakog pojedinačnog vodnog tijela zavisi od specifičnih fiziografskih, hidroloških i hidrobioloških uslova.

Eutrofikacija

Eutrofikacija u šumi blizu citadele u Lilu, Francuska

Eutrofne rezervoare karakteriše bogata litoralna i sublitoralna vegetacija, bogat plankton. Umjetno neuravnotežena eutrofikacija može dovesti do brzog razvoja algi („cvjetanja“ voda), nedostatka kisika i uginuća riba i životinja. Ovaj proces se može objasniti niskim prodiranjem sunčeve svjetlosti duboko u rezervoar (zbog fitoplanktona na površini rezervoara) i, kao rezultat, nedostatkom fotosinteze u pridnenim biljkama, a time i kisika.

Mehanizam uticaja eutrofikacije na ekosisteme vodnih tijela je sljedeći.

1. Povećanje sadržaja biogenih elemenata u gornjim vodnim horizontima uzrokuje ubrzan razvoj biljaka u ovoj zoni (prvenstveno fitoplanktona, kao i obrastajućih algi) i povećanje obilja zooplanktona koji se hrani fitoplanktonom. Kao rezultat toga, prozirnost vode naglo opada, dubina prodiranja sunčeve svjetlosti se smanjuje, a to dovodi do smrti donjih biljaka od nedostatka svjetlosti. Nakon odumiranja pridnenih vodenih biljaka, na red dolazi i smrt drugih organizama za koje te biljke stvaraju staništa ili za koje su uzvodna karika u lancu ishrane.

2. Biljke koje se snažno razmnožavaju u gornjim vodenim horizontima (posebno alge) imaju mnogo veću ukupnu tjelesnu površinu i biomasu. Noću u ovim biljkama ne dolazi do fotosinteze, dok se proces disanja nastavlja. Kao rezultat toga, u ranim jutarnjim satima toplih dana kisik u gornjim horizontima vode je praktički iscrpljen, a uočava se smrt organizama koji žive u tim horizontima i zahtijevaju sadržaj kisika (nastaje tzv. "ljetno smrzavanje").

3. Mrtvi organizmi prije ili kasnije potonu na dno rezervoara, gdje se razgrađuju. Međutim, kao što smo primijetili u paragrafu 1, bentoška vegetacija umire zbog eutrofikacije, a proizvodnja kisika ovdje praktički izostaje. Ako uzmemo u obzir da se ukupna proizvodnja akumulacije povećava tokom eutrofikacije (vidi tačku 2), dolazi do neravnoteže između proizvodnje i potrošnje kisika u pridonim horizontima, kisik se ovdje brzo troši, a sve to dovodi do smrt bentoske i bentoske faune koja zahtijeva kisik. Sličan fenomen uočen u drugoj polovini zime u zatvorenim plitkim vodama naziva se "zimsko smrzavanje".

4. U donjem tlu, lišenom kiseonika, dolazi do anaerobnog propadanja mrtvih organizama sa stvaranjem tako jakih otrova kao što su fenoli i sumporovodik, i tako moćnog „gasa staklene bašte“ (po svom dejstvu u tom pogledu 120 puta bolji na ugljični dioksid) kao metan. Kao rezultat toga, proces eutrofikacije uništava većinu flore i faune akumulacije, gotovo potpuno uništavajući ili vrlo snažno transformirajući njegove ekosisteme, te uvelike pogoršava sanitarne i higijenske kvalitete njegove vode, sve do njene potpune nepogodnosti za kupanje i piće. vodosnabdijevanje.

Antropogena eutrofikacija

Glavni antropogeni izvori fosfora i dušika su neprečišćene otpadne vode (posebno sa stočnih farmi) i otjecanje gnojiva s polja. Mnoge zemlje zabranile su upotrebu natrijum ortofosfata u deterdžentima za pranje rublja kako bi se smanjila eutrofikacija vodenih tijela.

vidi takođe

Wikimedia fondacija. 2010 .

Sinonimi:

Untitled Document ANTROPOGENA EUTROFIJA.

Iako je eutrofikacija vodnih tijela prirodni proces a njen razvoj se procjenjuje u okviru geoloških vremenskih skala, međutim, čovjek je u posljednjih nekoliko stoljeća značajno povećao upotrebu hranljivih materija, posebno u poljoprivredi kao đubriva i deterdženata. U mnogim vodnim tijelima u posljednjih nekoliko desetljeća uočen je porast trofeja, praćen naglim povećanjem obilja fitoplanktona, zarastanjem obalnih plitkih voda vodenom vegetacijom i promjenama u kvaliteti vode. Ovaj proces je postao poznat kao antropogena eutrofikacija.

Shilkrot G.S. (1977) definira antropogenu eutrofikaciju kao povećanje primarne proizvodnje u akumulaciji i povezanu promjenu brojnih karakteristika njegovog režima kao rezultat sve većeg dodavanja mineralnih hranjivih tvari u rezervoar. Na Međunarodnom simpoziju o eutrofikaciji površinskih voda (1976.) usvojena je sljedeća formulacija - "antropogena eutrofikacija je povećanje opskrbe vode biljnim nutrijentima zbog ljudskih aktivnosti u slivovima vodnih tijela i rezultirajuće povećanje produktivnost algi i viših vodenih biljaka".

Antropogena eutrofikacija vodnih tijela počela se smatrati nezavisnim procesom, suštinski drugačijim od prirodne eutrofikacije vodnih tijela.

Prirodna eutrofikacija je vrlo spor vremenski proces (hiljade, desetine hiljada godina), razvija se uglavnom zbog akumulacije donjih sedimenata i plićenja vodenih tijela.

Antropogena eutrofikacija je vrlo brz proces (godine, decenije), a njegove negativne posljedice na vodna tijela često se očituju u vrlo oštrom i ružnom obliku.

POKAZATELJI ANTROPOGENE EUTROFIJE

abiotički

1. Slojevita distribucija kisika u vodnom tijelu, izražena u obliku "krive kisika" i nedostatak kisika u hipolimniju (najviše korišteni). Međutim, to se ne odnosi na tropske vode, u kojoj se u uslovima visokog zagrevanja uspostavlja anaerobni hipolimnion bez obzira na nivo trofeja. Poremećaj ravnoteže kiseonika odražava promene u snabdevanju.
2. Smanjena prozirnost vode.
3. Direktan pokazatelj je sadržaj dušika i fosfora.

Biotic

1. Odnos proizvodnje i uništenja.
2. Promjena strukture biocenoza.
3. Održivo "cvjetanje" vode.
4. Brzo rastuće zarastanje obalnih plitkih voda.
5. 5. Masovni razvoj filamentoznih algi.
6. Začepljenje obala ostacima vodene vegetacije.
7. Izgled smrad kao rezultat propadanja mase umirućih nitastih algi i više vodene vegetacije.

Ako se ovi pokazatelji pojave i razviju u manje-više kratkom vremenu, tada postaju specifični za antropogenu eutrofikaciju.

O pitanju indikatora koji bi bili specifični za antropogenu eutrofikaciju raspravljali su u protekloj deceniji mnogi autori. Nekoliko predloženih indikatora odgovara stanje tehnike znanje. Kao što su primijetili mnogi stručnjaci, nijedan od njih nam ne omogućava pouzdano razlikovanje antropogene eutrofikacije od prirodne. Jedini kriterijum je, doduše, brzina razvoja eutrofikacije, koja se može utvrditi dugoročnim posmatranjem (monitoringom).

Određena mogućnost dijagnosticiranja početnih faza eutrofikacije pojavljuje se kada se ova pojava javlja u velikim vodnim tijelima koje karakteriziraju visoko disecirane vodene površine i složena topografija dna. U odvojenim izoliranim područjima, zasebnim dijelovima ili bazenima takvih akumulacija, pod utjecajem nutrijenata koji dolaze iz susjednih dijelova slivnog područja, mogu se pojaviti i razvijati znakovi eutrofikacije brzinom koja se lako utvrđuje u poređenju s drugim dijelovima akumulacije. koji nisu direktno pod uticajem eutrofikujućih supstanci. Možete uporediti 2 bliska po položaju i karakteristikama akumulacije - jedan pod antropogenim uticajem, drugi - pod kontrolom.

FAKTORI KOJI ODREĐUJU ANTROPOGENU EUTROFIJU

Povećanje rezervi mineralnih i organskih materija u akumulaciji nastaje i pod uticajem prirodnih i antropogenih faktora.

prirodni faktori

abiotički

1. Prijem mineralnih i organskih materija iz tla. Obogaćivanje vode min. i org. supstance u sredstvima. stepen zavisi od tla koje formira ležište. Podzolična tla sa niskim sadržajem humusa siromašna su hranjivim tvarima i rezervoari ovog tipa se obično klasificiraju kao distrofični. Tla sa visokim sadržajem humusa su livadsko-černozemna, buseno-podzolska, karakterizirana visokim sadržajem mobilnih spojeva koji ulaze u vodu. Močvarna tla humusno-tresetnog tipa ili tresetišta, uz povećanje mineralizacije vode, doprinose njihovom obogaćivanju organskim materijama tresetnog porijekla. Uticaj podložnih stijena na obogaćivanje vode biogenim i organskim materijama posebno je evidentan prilikom izgradnje akumulacija. Maksimalna količina nutrijenata ulazi u vodu u prvih 120 sati interakcije tlo-voda. Ovo igra važnu ulogu tokom porasta nivoa poplava i tokom fluktuacija nivoa kao rezultat propadanja hidroelektrana.

2. Prijem mineralnih i organskih materija iz atmosfere. Posljednjih decenija zagađenje vodnih tijela zbog padavine dobija značajne razmere. Procjenjuje se da je trenutni nivo emisija u atmosferu dovoljan da zagadi sloj debljine 1-3 km do MPC. Istrošenost toksičnih materija i mikroelemenata iz rudnih planina, kao i godišnje isparavanje u atmosferu oko 350 hiljada tona rastvarača za hemijsko čišćenje i oko 2,5% proizvedenog benzina (za SAD je 10 miliona tona) značajan uticaj.

Općenito, više od 200 različitih tvari ulazi u zrak. Zbog toga se tokom 50 godina nivo zagađenja vazduha, čak i daleko od industrijskih zemalja, udvostručio.

Uz disperziju u svemiru, značajan dio tvari se odnosi atmosferskim padavinama i pada na površinu zemlje i u vodena tijela. Konkretno, kišnica koja je još u atmosferi može sadržavati 53, pa čak i 102 mg/l suspendiranih čvrstih tvari. Zbog toga dolazi do značajnog obogaćivanja vodnih tijela biogenim supstancama tokom poplava zbog poplavnih voda nakon atmosferskih padavina.

Zbog naglog porasta antropogenog zagađenja i atmosferske migracije, fosfor zauzima posebno mjesto među hemijskim elementima. Prilikom proučavanja 55 jezera sjevera i centra. dijelu Floride, utvrđeno je da padavine u akvatoriju daju 12-59% ukupne količine fosfora, au Baltičkom moru - 30%, što dolazi sa riječnim otjecanjem. Količina atmosferske komponente još nije utvrđena. Biljni ostaci, spore, polen ulaze u atmosferu, biljke opskrbljuju hlapljive produkte metabolizma, rudar.-org. izlučivanje listova, iglica. Poznato je da je u atmosferskoj vlazi koja prodire kroz krošnje drveća fosfora 5 puta više nego u kišnici sakupljenoj na otvorenom prostoru. Kiša nad oceanom sadrži red veličine manje fosfora nego nad kopnom, što potvrđuje ideju o prevlasti kontinentalnih izvora fosfora. Kao prva aproksimacija - udio rastvorljivog fosfora u sedimentima... 50% njegovog ukupnog sadržaja. Ako je uklanjanje fosfora s površinskim vodama veće od njegovog unosa padavinama, tada sliv doživljava povećano antropogeno opterećenje.

3. Ulazak alohtonih biljnih ostataka u rezervoar. Velika količina biogenih i organskih materija ispušta se u vodu iz periodično poplavljenih površina šuma, livada, kao i legla drveća i grmlja priobalnog pojasa. Poznato je da je razmjer biološkog ciklusa mineralnih tvari pod krošnjama cvjetne zeljaste vegetacije 2-3 puta veći nego pod krošnjama šume. listopadno drveće, i nekoliko puta više nego pod krošnjama crnogorične šume. Zeljasta cvjetna vegetacija, umirući i mineralizirajući se, vraća zemljištu svu svoju masu organska materija i obogatiti jedinjenjima dušika, fosfora, ugljika, kalcija itd. gornji dio profila tla, odakle se uglavnom odvija otjecanje u vodna tijela. Raspadanje biljnih ostataka odvija se različitim brzinama u zavisnosti od njihove biologije hemijski sastav, temperatura, pH, stepen zasićenosti kiseonikom i drugi faktori.

Na primjer, kada se 1 g svježeg drveta (vrba, topola, javor, bor) razgradi, 0,59-2,22 mg/l NH 4 -N ulazi u 1 litar; 0,05-0,6 NO 3 -N; 0,07-1,07 Ptot. ; 10.9-19.2 Corg., kao i N org. , aminokiseline, šećeri.

Biotički faktori

Obogaćivanje vodnih tijela organskim tvarima nastaje zbog procesa fotosinteze i fiksacije dušika, zbog čega se atmosferski ugljični dioksid i dušik vezuju i oslobađaju u vodno tijelo.

Ukupna godišnja svjetska proizvodnja fotosinteze na kopnu iu okeanima procjenjuje se na 80 milijardi tona, što je otprilike 14 puta više od količine goriva koja se godišnje proizvodi na svijetu (u smislu kalorijskog sadržaja, prelazi 7-8 puta).

Fitoplankton i makrofiti, vezujući značajnu količinu ugljika u procesu fotosinteze, doprinose nadopunjavanju organskih jedinjenja u ekosistemu rezervoara, a uključuju i biogene elemente zakopane u debljini donjih sedimenata u ciklusu.

Zajedno sa procesima fotosinteze važnu ulogu Fiksacija dušika igra ulogu u obnavljanju biogenih tvari u vodnim tijelima zbog vitalne aktivnosti modrozelenih algi i bakterija (azotobacter - aerobe, clostridium - anaerobe).

Dakle, proces prirodne eutrofikacije uzrokovan je nizom prirodnih faktora - ispiranjem iz tla, površinskim otjecanjem, dotokom alohtone tvari zbog ulaska biljnih i životinjskih ostataka u rezervoar, uništavanjem obala, padavinama, fotosintezom i fiksacijom dušika, zbog čega mineralne i organske supstance su obogaćene.

Kada se prirodnim faktorima obogaćivanja vodnih tijela dodaju antropogeni faktori, stopa eutrofikacije se povećava.

Antropogeni faktori

Faktori antropogenog uticaja obuhvataju hidrotehničke konstrukcije povezane sa regulacijom ili preusmjeravanjem oticanja, površinsko otjecanje sa kultivisanih površina (poljoprivredno otjecanje, urbane kišnice). otjecanje otpadnih voda (domaćih, industrijskih, stočarskih, itd.).

1. Hidrotehnika

U svijetu je stvoreno oko 10X103 rezervoara. Izgradnja akumulacija, uz pozitivan utjecaj na formiranje kvalitete vode, povećanje ribljeg uzgoja, povećano razrjeđivanje, smanjenje mirisa, boje i prozirnosti vode, bio je jedan od razloga njihove značajne eutrofikacije i ispoljavanja niz negativnih posljedica povezanih sa smanjenjem njihove sposobnosti samočišćenja u odnosu na rijeku.

Važan rezultat izgradnje je povećanje nivoa podzemnih voda, preoblikovanje obala i promjena klimatskih uslova. Povećanje rezervi biogenih i organskih materija u akumulaciji, u odnosu na rijeku, uzrokovano je njihovim značajnim prilivom iz poplavljenih tla, raspadanjem vegetacije koja je pala u plavnu zonu, usporavanjem razmjene i protoka vode, a smanjenje stepena zasićenosti kiseonikom i povećanje stepena redukcije, što slabi mineralizaciju i povećava priliv materija iz donjih sedimenata. Tako je u prvim godinama nakon izgradnje HE Volzhskaya količina amonijumskog dušika porasla 10 puta, nitrata i fosfatnog fosfora 1,5-2 puta.

2. Oticanje nutrijenata i organske materije sa poljoprivrednog zemljišta.

Đubriva koja se primenjuju pod poljoprivrednim kulturama ispiraju se površinskim i podzemnim oticanjem, kao i zbog ispuštanja kolektorskih i drenažnih voda u područjima navodnjavane poljoprivrede. U jezerima okruženim obradivim površinama intenzivno se odvijaju procesi zamuljavanja i zarastanja. Udio hranljivih materija koje se unose u rezervoar sa poljoprivrednog zemljišta zavisi od geoloških uslova regiona, gajenog useva, vrste zemljišta, sistema poljoprivredne prakse i, pre svega, količine i vrste primenjenog đubriva. Azot se izbacuje u maksimalnoj količini, kalijum i fosfor u minimalnoj količini.

7. Prijem biogenih i organskih materija iz stočnih kompleksa.

Obogaćivanje vodnih tijela zbog površinskog oticanja atmosferskih padavina i obogaćivanje podzemnog oticanja.

8. Površinsko otjecanje urbanih područja

Već krajem 19. stoljeća. Voda za pranje je prepoznata kao značajan faktor zagađenja vode u različite zemlje. To je zbog činjenice da sa sobom nose prašinu, lišće, smeće, naftne derivate, hemikalije.

Na primjer, kišnica u atmosferi sadrži do 53 mg/l suspendiranih čvrstih tvari. Prilikom kotrljanja sa krovova, sadržaj suspendovanih materija raste na 440 mg/l, a pri odvodnjavanju sa ulica i trgova - do 40X103 mg/l.

3. Otpadne vode (kanalizacija, industrijska postrojenja).

Jedan od glavnih uzroka eutrofikacije i zagađenja je ispuštanje otpadnih voda. Čak i vode koje su bile podvrgnute biološkom tretmanu sadrže toliku količinu nitrata i fosfata koja je sasvim dovoljna za rast i razvoj mnogih algi. Dugoročna analiza otpadnih voda tokom godina pokazuje da je sadržaj dušika od 1959.-1970. godine 6,6-14,7 g/dan po stanovniku. Sadržaj fosfora (g/dan) po stanovniku je 2,2-11,2 sa trendom rasta. To je zbog povećanja potrošnje deterdženata koji sadrže fosfor u domaćinstvu.

Odnos udjela u eutrofikaciji vodnih tijela svakog od navedenih faktora različito varira u zavisnosti od geografsko područje, stepen intenziviranja industrije i poljoprivrede. Međutim, bez obzira na regiju, uobičajena je jednosmjerna orijentacija toka biogenih i organskih tvari u rezervoar, što rezultira akumulacijom materije i energije i narušavanjem ekološke ravnoteže sa svim posljedicama.

ANTROPOGENE PROMJENE U CIKLUSU ORGANSKIH I BIOGENIH SUPSTANCI

Povećanje biogenog opterećenja i restrukturiranje tokova fosfora i dušika povlači značajne poremećaje u funkcionisanju ekosistema, što narušava cirkulaciju organske tvari u biosferi. Tehnogeneza, koja je do kraja 20. veka dostigla razmere srazmerne prirodnim geohemijskim procesima, značajno remeti prirodnu cirkulaciju supstanci u biosferi. Glavni razlog za promjene ciklusa smatra se rast svjetske populacije i promjene u tehnologijama u poljoprivredi i industriji. Problem temeljnih promjena u strukturi cirkulacije postavljen je kao jedan od glavnih problema 1970-ih godina.

Trenutno, za biosferu u cjelini, praktično je nemoguće kvantificirati stvarne "prirodne" i "antropogene" cikluse. Prirodni i antropogeni tokovi su usko isprepleteni, funkcionisanje prirodnih ekosistema je promijenjeno, a došlo je i do značajne zamjene prirodnih ekosistema umjetno stvorenim. Postoje poremećaji cirkulacije C, N, P. Suština antropogenih promjena u cirkulaciji C i nutrijenata u biosferi je kršenje metaboličkih procesa - aktivna povezanost s biološkim procesima nežive tvari litosfere.

Poznato je da su se tokom postojanja i evolucije biosfere vrijednosti rezervi i tokova materije u njenim različitim dijelovima više puta mijenjale. Međutim, generalno gledano, hijerarhija biosfere nije narušena, promjene su se događale u okviru općeg prirodnog ciklusa materije na pozadini evolucijskih promjena.

Savremeni planetarni ciklusi organske materije i biogenih elemenata rezultat su dugotrajnog antropogenog uplitanja u prirodni ciklus. Postoji nekoliko glavnih aspekata takve intervencije.

1. Cirkulacija koja teče u biosferi uključuje supstancu litosfere u količinama srazmernim glavnim biološkim tokovima.
2. Izvodi se postepena vještačka zamjena prirodnih ekosistema antropogenim uz odgovarajuće promjene karakteristika lokalnih ciklusa (zamjena šumskih i stepskih agroekosistema).
3. Zatvorena priroda ciklusa je prekinuta - biološki ciklus je preveden u tranzitnu šemu kretanja: litosfera - ekonomska aktivnost - hidrosfera.
4. Prirodne geohemijske barijere koje kontrolišu migraciju elemenata su razbijene.

Postoji 6 faza ljudskog uticaja na kruženje materije:

1. Sve do 17. veka- spor razvoj poljoprivrede i stočarstva, mala ukupna urbana populacija, lokalne promjene u ekosistemima, doprinos antropogenih tokova biološkom ciklusu nije prelazio 1%.
2. 18.-19. vijek- aktiviranje krčenja šuma i njihova zamjena agrarnim ekosistemima, porast urbanog stanovništva.
3. Početak 20ti vijek. Brza urbanizacija, proširenje upotrebe rezervi litosfere zajedno sa gorivom i rudama. Početak korištenja litosferskih rezervi P, K, S, fiksacija atmosferskog N u industrijskim razmjerima.
4. Kasne 40-e - 60-e- brzi razvoj farmi. aktivnosti u razvijenim zemljama, populaciona eksplozija, dalja urbanizacija, hemizacija poljoprivrede i svakodnevnog života, postepeno pogoršanje kvaliteta prirodnih voda, vazduha, zemljišta: do kraja perioda obim antropogenih tokova P postao je jednak protokima prirodnog porekla.
5. Ser. 60s-ser. 80s- značajno povećanje svih antropogenih tokova, pogoršanje ekološke situacije na planetarnom nivou - nagli porast eutrofikacije vodenih tijela, akumulacija CO2 u atmosferi, izazivajući efekat staklene bašte, početak razrjeđivanja ozona sloju, početak aktivnog traganja za načinima da se situacija ispravi kroz zakonodavne mjere kako u pojedinačnim državama tako i na nivou međudržavnih projekata.
6. Sredina - kasne 80-te- kritične situacije sa kvalitetom vode i vazduha u pojedinim regionima: početak instrumentalne registracije globalnih promena, prelazak na tehnologije sa maksimalnom izolacijom, pokušaji razvoja međunarodnim mehanizmima regulisanje ekonomske aktivnosti.

Osnova za podjelu na ove etape bila je analiza promjena koje se dešavaju sa kvalitetom vode u unutrašnjim vodnim tijelima, posebno u vezi sa procesom antropogene eutrofikacije, koji uzrokuje povećanje protoka nutrijenata u akumulaciju. Procjene promjena u tokovima fosfora su najpouzdanije: na primjer, ukupno planetarno opterećenje kopnenim fosforom sada je povećano za faktor 2,5 u odnosu na prirodno.

U daljoj evoluciji biosfere, posljedice povećanja ciklusa, na primjer, ugljika, kroz obogaćivanje atmosfere ugljičnim dioksidom i smanjenjem rezerve humusa u tlu, mogu dovesti do kontradiktornih posljedica - do povećanje i promjena u produktivnosti kopnenog dijela biosfere uz jasno povećanje produktivnosti hidrosfere.

Najvažniji faktor strukturnih promjena u ciklusima biogenih elemenata je promjena indikatora otvorenosti ciklusa. U prirodnoj biosferi, W vrijednost za ugljik je -2x10- ⁴, sada se povećao na 0,3. Potpunost ciklusa fosfora smanjena je sa 0,98 - 0,99 na 0,5 - 0,6 za pojedinačne teritorije i na 0,91 općenito.

Sve promjene povezane s protokom organskih i biogenih tvari u hidrosferu stvaraju uvjete za razvoj globalni proces antropogena eutrofikacija. Povećanje produktivnosti vodnih tijela uočeno je u gotovo svim razvijenim zemljama, što dovodi do radikalnog restrukturiranja vodenih ekosistema.

POSLJEDICE ANTROPOGENE EUTROFIJE

Antropogena eutrofikacija dovodi do promjene hemijskih karakteristika vodnih tijela. Stanje savremenog planetarnog ciklusa ugljika ukazuje na obogaćivanje hidrosfere organskom tvari u procesu preraspodjele ugljika između kopnenih i vodenih ekosistema tokom tehnogeneze, što je trenutno srazmjerno prirodnom geohemijski procesi. Od 1965. do 1985. godine, antropogena komponenta protoka fosfora u vodena tijela sa kopna dostigla je 81% zajednički element, a godišnji rast iznosio je 3%.

Udio antropogenih tvari u oticanju organske tvari znatno je manji nego u oticanju nutrijenata(ne prelazi 45% za velike rijeke bivšeg SSSR-a). Dakle, u procesu obogaćivanja površinske vode organske materije, alohtona komponenta ne igra dominantnu ulogu.

Preraspodjela tvari iz kopnenih u vodene ekosisteme svodi se na 3 glavna procesa: mehaničko kretanje; transformacija oblika hemijskih elemenata i akumulacija u rezervoarima. Proizvodno-destruktivni procesi su transformacija oblika ugljika. Prema funkcionalnom značaju ovih procesa u preraspodjeli organske tvari vodna tijela podijeljen u 2 vrste:

1. Neregulisani vodotoci (rijeke), gdje dominira migracijska funkcija. Ovdje je proces transformacije tvari značajan, ali je proizvodnja i akumulacija organske tvari neznatna.
2. Akumulacije spore izmjene vode (jezera), gdje preovlađuju procesi akumulacije i transformacije, uključujući i one destruktivne za proizvodnju; migratorno kretanje igra manju ulogu, imajući značaj na lokalnom nivou.

Karakteristike promjena hemijskih karakteristika rezervoara spore izmjene vode u procesu antropogene (eutrofikacijske) preraspodjele organske tvari mogu se općenito formulirati na sljedeći način:

1. Povećanje sadržaja biogenih elemenata u vodi i donjem sedimentu.
2. Povećanje organske materije. Međutim, ovaj odnos nije uvijek očigledan zbog maskirne uloge alohtonih organskih spojeva, velike varijabilnosti u degradaciji i korištenju sintetizirane organske tvari i veličine procesa izmjene na granici voda-dno.
3. Stratificirane rezervoare karakterizira povećanje kontrasta kemijskog sastava vode između epilimniona i hipolimniona.
4. Stvaranje nedostatka kiseonika u periodu stagnacije.
5. Pojava redukcionih uslova u zoni blizu dna. Jačanje procesa anaerobnog metabolizma. Akumulacija vodonik sulfida i metana. Najznačajnije su redukcija sulfata i metanogeneza.
6. Kada je protok regulisan, povećava se organski fosfor i NH ₄-N 2 puta. (Prema efikasnosti uzimanja NH ₄-N je veće od NO ₃-N 10 puta).

Antropogena transformacija vodenih ekosistema

Tipizacija vodnih tijela prema nivou njihove trofeje zasniva se na primarnoj proizvodnji i sadržaju hlorofila "a" u vodi. U oligotrofnim vodnim tijelima P/R<1, т.е. наблюдается отрицательный биотический баланс, в мезотрофных и эвтрофных P/R 1. В водохранилищах с неустоявшимся режимом P/R>1.

U vodnom tijelu koje nije podložno jakom antropogenom uticaju, može se uočiti i pozitivan i negativan bilans u različitim godinama, tj. rezervoari su u stanju pokretne ravnoteže i normalno odstupanje od ravnotežnog stanja u prosjeku ne prelazi 30-40%.

Tokom eutrofikacije dolazi do naglog porasta biomase i primarne proizvodnje fitoplanktona, u masi se pojavljuju modrozelene alge koje uzrokuju „cvjetanje“ vode, a u zajednicama dolazi do strukturnih promjena. Velike forme s dugim ciklusima zamjenjuju se malim kratkociklusima, među ribama prevladavaju planktofagi, u zooplanktonu prevladavaju rotiferi i kladocerani, a raznolikost vrsta se smanjuje. Povećava se dominacija neke grupe životinja i biljaka na različitim trofičkim nivoima. Promjena raznolikosti u pravcu pojednostavljenja hidrobiontskih zajednica. Razvoj vrsta koje su bolje prilagođene promenljivim uslovima. Povećanje amplitude fluktuacija stanovništva.

POSLEDICE EUTROFIJE

Među najočitijim manifestacijama posljedica eutrofikacije je "cvjetanje" vode. U slatkim vodama to je zbog masovnog razvoja plavo-zelenih algi, u morskim - dinoflagelata. Trajanje cvjetne vode kreće se od nekoliko dana do 2 mjeseca. Periodična promjena maksimuma brojnosti pojedinih masovnih vrsta planktonske alge u vodnim tijelima je prirodni fenomen zbog sezonskih fluktuacija temperature, osvjetljenja, sadržaja biogenih elemenata, kao i genetski uvjetovanih unutarćelijskih procesa. Među algama koje formiraju brojne populacije do razmjera "cvjetanja" vode najveća uloga u pogledu stope reprodukcije, formirane biomase i ekoloških posljedica, plavo-zeleni iz rodova Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena, Oscillatoria igraju. Naučno proučavanje ovog fenomena počelo je u 19. veku, a racionalno objašnjenje i analiza mehanizama masovnog razmnožavanja plavo-zelenih dani su tek sredinom. 20. vijeka u SAD od strane limnološke škole J. Hutchinsona. Slična istraživanja su na IBVV RAS (Borok) sprovedena od strane Guseva K.A. i 60-70-ih od strane osoblja Instituta za hidrobiologiju (Ukrajina), kasnih 70-ih - Instituta za velika jezera (SAD).

Pripadaju alge koje uzrokuju "cvjetanje" vode broj vrsta sposobne za maksimalno zasićenje svojih biotopa. U akumulacijama Dnjepra, Volge i Dona uglavnom dominiraju Microcystis aeruginosa, M. wesenbergii, M. holsatica, Oscillatoria agardhii, Aphanizomenoen flos-aquae, vrste iz roda Anabaena.

Utvrđeno je da originalni biofond Microcystis zimi je u površinskom sloju nanosa mulja. Microcystis hibernira u obliku ljigavih kolonija, unutar kojih nakupine mrtvih ćelija prekrivaju jedinu živu. Kako temperatura raste, centralna ćelija počinje da se deli, a u prvoj fazi izvor hrane su mrtve ćelije. Nakon kolapsa kolonija, stanice počinju koristiti organske i biogene tvari iz mulja.

Aphanizomenon i Anabaena hiberniraju kao spore, budeći se u aktivan život kada temperatura poraste na +6 C ⁰. Drugi izvor biofonda plavo-zelenih algi su njihove nakupine izbačene na obalu i hibernirajuće u sloju suhih kora. U proljeće se natapaju i počinje novi vegetacijski ciklus.

U početku se alge hrane osmotski i biomasa se polako akumulira, a zatim plutaju i počinju aktivno fotosintetizirati. Za kratko vrijeme alge mogu zahvatiti cijeli vodeni stupac i formirati neprekidni tepih.

Majom obično dominira Anabaena, u junu - Aphanizomenon, od kraja juna - jula - avgusta - Microcystis i Aphanizomenon.

Mehanizam eksplozivne prirode razmnožavanja algi otkriven je radom Instituta Velikih jezera (SAD). S obzirom na ogroman potencijal razmnožavanja plavo-zelenih algi (do 10 ²⁰ potomci jedne ćelije po sezoni), jasno se može zamisliti razmjere koje ovaj proces zauzima. Stoga je faktor primarne eutrofikacije akumulacija njihova opskrbljenost fosforom uslijed plavljenja plodnih poplavnih područja i raspadanja vegetacije. Faktor sekundarne eutrofikacije je proces zamuljavanja, jer su muljevi idealan supstrat za alge.

Nakon intenzivnog umnožavanja pod djelovanjem steznih elektrostatičkih sila, počinje formiranje kolonija, skupljanje kolonija u agregate i njihovo spajanje u filmove. Formiraju se "polja" i "cvjetajuće mrlje", koje se pod utjecajem struja migriraju po akvatoriju i potiskuju na obale, gdje se formiraju raspadajuće akumulacije sa ogromnom biomasom - do stotinak kg/m ³.

Razlaganje je praćeno brojem opasnih pojava: nedostatak kisika, oslobađanje toksina, bakterijska kontaminacija, stvaranje aromatičnih tvari. U tom periodu može doći do smetnji u vodosnabdijevanju zbog začepljenja filtera na vodovodu, rekreacija postaje nemoguća, a dolazi i do uginuća ribe. Voda zasićena produktima metabolizma algi je alergena, toksična i neprikladna za piće.

Može uzrokovati preko 60 bolesti, posebno gastrointestinalnog trakta, a sumnja se, iako nije dokazano, da je onkogen. Izloženost plavo-zelenim metabolitima i toksinima uzrokuje "Gaffovu bolest" kod riba i toplokrvnih životinja, čiji se mehanizam djelovanja svodi na pojavu B. ₁ beriberi.

Uz masovno odumiranje plavo-zelenih, dolazi do brzog raspadanja i lize kolonija, posebno noću. Pretpostavlja se da uzrok masovnog izumiranja može biti masovno trovanje vlastitim toksinima, a poticaj su simbiotski virusi koji nisu sposobni uništiti stanice, ali su sposobni oslabiti njihovu vitalnu aktivnost.

Urušene mase plavo-zelenih algi poprimaju neugodnu žuto-smeđu boju i šire se po akvatoriju u obliku grozdova smrdljivog mirisa, postepeno propadajući do jeseni. Cijeli ovaj kompleks fenomena se zove " biološko samozagađenje". Neznatan broj ljigavih kolonija se naseli na dno i prezimi. Ova rezerva je sasvim dovoljna za reprodukciju novih generacija.

Plavo-zelene alge su najstarija grupa organizama pronađena čak i u arhejskim naslagama. Savremeni uslovi i antropogeno opterećenje samo su otkrili njihov potencijal i dali im novi podsticaj za razvoj.

Plavo-zeleni alkaliziraju vodu i stvaraju povoljne uslove za razvoj patogene mikroflore i uzročnika crijevnih bolesti, uključujući Vibrio cholerae. Umirući i prelazeći u stanje fitodetritusa, alge utiču na kiseonik u dubokim slojevima vode. Plavo-zeleni tokom perioda cvetanja snažno apsorbuju kratkotalasni deo vidljive svetlosti, zagrevaju se i predstavljaju izvor ultrakratkog zračenja, što može uticati na toplotni režim rezervoara. Vrijednost površinske napetosti se smanjuje, što može uzrokovati smrt hidrobionta koji žive u površinskom filmu. Formiranje površinskog filma prodiranja u vodeni stup sunčevo zračenje, uzrokuje laku glad u drugim algama, usporava njihov razvoj.

Na primjer, ukupna biomasa plavo-zelenih algi, koja se proizvodi tokom vegetacije u akumulacijama Dnjepra, dostiže vrijednosti reda 10 ⁶ t (u suhoj težini). Ovo odgovara masi oblaka skakavaca, koji V.I. Vernadsky je nazvao "kamenom u pokretu" i uporedio ga sa masom bakra, olova i cinka iskopanih tokom 19. veka širom sveta.

Efekti eutrofikacije na fitoplankton

Antropogena eutrofikacija dovodi do promjene u prirodi sezonske dinamike fitoplanktona. Kako se trofej vodnih tijela povećava, povećava se i broj vrhova u sezonskoj dinamici njegove biomase. U strukturi zajednica smanjuje se uloga dijatomeja i zlatnih algi, dok se povećava uloga plavo-zelenih i dinofita. Dinoflagelati su karakteristični za slojevite duboka jezera. Povećava se i uloga hlorokoknih zelenih i euglenoidnih algi.

Efekti eutrofikacije na zooplankton.

Preovlađivanje vrsta s kratkim životnim ciklusom (kladocera i rotifera), prevlast malih oblika. Visoka proizvodnja, mali udio predatora. Sezonska struktura zajednica je pojednostavljena - unimodalna kriva sa maksimumom ljeti. Manje dominantnih vrsta.

Efekti eutrofikacije na fitobentos.

Pojačani razvoj filamentoznih algi. Nestanak harofita, koji ne podnose visoke koncentracije hranjivih tvari, posebno fosfora. karakteristična karakteristika- proširenje područja zarastanja obične trske, širokolisnog rogoza i mane, češljastog jezerca.

Efekti eutrofikacije na zoobentos.

Kršenje režima kiseonika u donjim slojevima dovodi do promene sastava zoobentosa. Najvažniji znak eutrofikacije je smanjenje larvi heksanije majmuna u jezeru. Erie je važna hrana za lososa u jezeru. Ličinke nekih dvokrilnih insekata, koje su manje osjetljive na nedostatak kisika, postaju sve važnije. Gustina populacija oligoheta raste. Bentos postaje siromašniji i monotoniji. Sastavom dominiraju organizmi prilagođeni niskom sadržaju kiseonika. U kasnim fazama eutrofikacije, u dubokom području vodenih tijela ostaje samo nekoliko organizama koji su prilagođeni uvjetima anaerobnog metabolizma.

Posljedice eutrofikacije za ihtiofaunu.

Eutrofikacija vodnih tijela utječe na populaciju ribe u 2 glavna oblika:

• direktan uticaj na ribu

direktan uticaj je relativno redak. Manifestira se kao jednokratno ili masovno uginuće ikre i riblje riblje riblje ribe u obalnom pojasu i nastaje kada uđu otpadne vode koje sadrže smrtonosne koncentracije mineralnih i organskih spojeva. Takav fenomen je obično lokalne prirode i ne pokriva rezervoar u cjelini.

• indirektni uticaj koji se manifestuje kroz različite promene u vodenim ekosistemima

indirektni uticaj je najčešći. Tokom eutrofikacije može nastati zona sa niskim sadržajem kiseonika, pa čak i mrtva zona. U tom slučaju se smanjuje stanište riba, a smanjuje im se i opskrba hranom koja im je dostupna. Cvjetanje vode stvara nepovoljan hidrohemijski režim. Promjena biljnih asocijacija u obalnom području, često praćena povećanjem procesa močvare, dovodi do smanjenja površine mrestilišta i hranilišta za ličinke i riblje mlade.

Promjene u ihtiofauni vodnih tijela pod utjecajem eutrofikacije manifestiraju se u sljedećim oblicima:

Smanjenje broja, zatim nestanak najzahtjevnijih vrsta riba (stenobionta) u pogledu kvaliteta vode.

Promjene u riboj produktivnosti akumulacije ili pojedinih zona.

Prijelaz akumulacije s jedne vrste ribolova na drugu prema shemi:

losos-sigulj → deverika-smuđ → deverika-ploba → plotica-smuđ-karaš.

Ova shema je slična transformaciji jezerskih ihtiocenoza u toku istorijskog razvoja vodenih ekosistema. Međutim, pod uticajem antropogene eutrofikacije, ona se odvija nekoliko decenija. Kao rezultat, prvo nestati bela ribica(iu rijetkim slučajevima losos). Umjesto toga vodeće postaju ciprinidi (deverika, plotica, itd.) i, u manjoj mjeri, smuđ (smuđ, smuđ). Štoviše, od šarana deveriku postupno zamjenjuje plotica, od smuđa dominira smuđ. U ekstremnim slučajevima, vodena tijela prelaze u stanje izumiranja i naseljavaju ih uglavnom karasi.

Potvrđeno na ribi opšti obrasci u promjeni strukture zajednica – vrste dugog ciklusa zamjenjuju se kratkocikličnima. Povećava se produktivnost ribe. Međutim, u isto vrijeme, vrijedne vrste bijele ribe zamjenjuju se vrstama niskih komercijalnih kvaliteta. Prvo velike čestice - deverika, smuđ, zatim male čestice - plotica, smuđ.

Često su posljedice po riblju populaciju nepovratne. Kada se nivo trofeja vrati u prvobitno stanje, izumrle vrste se ne pojavljuju uvijek. Njihova obnova je moguća samo ako postoje dostupni načini naseljavanja iz susjednih vodnih tijela. Za vrijedne vrste (sigulj, ribnjak, smuđ) vjerovatnoća takvog naseljavanja je mala.

POSLJEDICE EVTROFIKACIJE VODNIH TIJELA NA LJUDE

Čovjek je glavni potrošač vode. Kao što znate, s prekomjernom koncentracijom algi, kvaliteta vode se pogoršava.

Posebnu pažnju zaslužuju toksični metaboliti, posebno plavo-zelene alge. Algotoksini pokazuju značajnu biološku aktivnost u odnosu na različite hidrobionte i toplokrvne životinje. Algotoksini su vrlo toksična jedinjenja. Plavo-zeleni toksin djeluje na centralni nervni sistem životinja, što se manifestuje u nastanku paralize zadnjih udova, desinhronizaciji ritma centralnog nervnog sistema. Kod kroničnog trovanja toksin inhibira redoks enzimske sisteme, holinesterazu, povećava aktivnost aldolaze, zbog čega je poremećen metabolizam ugljika i proteina, a u unutrašnja okruženja tijelo akumulira nepotpuno oksidirane produkte metabolizma ugljikohidrata. Smanjenje broja crvenih krvnih zrnaca, inhibicija tkivnog disanja uzrokuje hipoksiju mješovitog tipa. Kao rezultat dubokog uplitanja u metaboličke procese i tkivno disanje toplokrvnih životinja, plavo-zeleni toksin ima širok spektar bioloških efekata i može se klasifikovati kao protoplazmatski otrov visoke biološke aktivnosti. Sve ovo svjedoči o nedopustivosti korištenja vode za piće sa mjesta gdje su alge i akumulacije sklone jakom cvjetanju, budući da se otrovna tvar algi ne neutralizira konvencionalnim sustavima za pročišćavanje vode i može ući u vodovodnu mrežu kako u otopljenom tako iu obliku. zajedno sa pojedinačnim ćelijama algi, bez odloženih filtera.

Zagađenje i pogoršanje kvaliteta vode mogu utjecati na zdravlje ljudi kroz brojne trofičke veze. Dakle, kontaminacija vode živom bila je uzrok njenog nakupljanja u ribama. Konzumacija takve ribe izazvala je u Japanu vrlo opasnu bolest - bolest Minimat, uslijed koje su zabilježeni brojni smrtni slučajevi, kao i rađanje slijepe, gluve i paralizirane djece.

Uspostavljena je veza između pojave dječjih methemoglobinemija i sadržaj nitrata u vodi, što je rezultiralo više nego udvostručenjem smrtnosti djevojčica rođenih u mjesecima kada je nivo nitrata bio visok. Visoki nivoi nitrata su zabilježeni u američkom kukuruznom pojasu u bunarima. Često podzemne vode nisu pogodne za piće. emergence meningoencefalitis kod adolescenata se vezuju nakon dugog kupanja u bari ili u rijeci tokom toplog ljetnog dana. Predlaže se povezanost između bolesti aseptični meningitis, encefalitis i kupanje u rezervoarima, što je povezano sa povećanim virusnim zagađenjem vode.

Stekao je široku slavu zarazne bolesti zbog mikroskopskih gljivica koje ulaze u rane iz vode, uzrokujući teška oštećenja kože kod ljudi.

Dodir s algama, voda za piće iz vodenih tijela sklona cvjetanju ili riba koja se hrani otrovnim algama uzrokuje " haffova bolest", konjunktivitis i alergije.

Često posljednjih godina izbijanja kolera poklapaju se sa periodom "cvjetanja".

Masovni razvoj algi u akumulaciji, uz smetnje u vodosnabdijevanju i pogoršanju kvaliteta vode, značajno otežava rekreativno korištenje izvorišta, a uzrokuje i smetnje u tehničkom vodosnabdijevanju. Razvoj bioobraštanja se intenzivira na zidovima cijevi vodova i rashladnih sistema. Kada se medij alkalizira zbog razvoja algi, formiraju se čvrste karbonatne naslage, a zbog taloženja čestica i algi smanjuje se toplinska provodljivost cijevi uređaja za izmjenu topline.

Dakle, prekomjerno nakupljanje algi u periodu intenzivnog "cvjetanja" vode uzrok je biološkog zagađenja vodnih tijela i značajnog pogoršanja kvaliteta prirodnih voda.

Proces razmnožavanja algi mora se regulirati i održavati na optimalnom nivou, sve dok dominira njihova pozitivna funkcija u procesima samopročišćavanja. Potrebno je prečišćavati vodu kroz filtere i kloriranje. Kloriranjem se uklanja 1/4 algi. Koagulacija i ozonizacija su efikasne ako fitoplanktonom dominiraju dijatomeje.

EUTROFIKACIJA VODENIH TIJELA - povećanje nivoa primarne proizvodnje voda zbog povećanja koncentracije biogenih elemenata u njima, uglavnom dušika i fosfora. EKOLOŠKA NIŠA - skup svih faktora životne sredine u okviru kojih je moguće postojanje vrste u prirodi. Ovaj koncept se obično koristi u proučavanju odnosa ekološki bliskih vrsta koje pripadaju istom trofičkom nivou. EKOLOŠKA PIRAMIDA - grafički prikaz odnosa različitih trofičkih nivoa. Osnova piramide je prvi nivo - nivo proizvođača. Mogu biti tri tipa: piramida brojeva, piramida biomase i piramida energije.[ ...]

Eutrofikacija vodnih tijela je prekomjerno obogaćivanje vodenog okoliša nutrijentima.[...]

Eutrofikacija rezervoara je u velikoj mjeri određena unosom biogenih elemenata izvana. U prirodnim uslovima, biogeni se uklanjaju iz sliva. Takva eutrofikacija ima karakteristike primarne progresivne sukcesije.[ ...]

Rezultat je zamućena voda, odumiranje bentoskih biljaka, smanjenje koncentracije otopljenog kisika, njegov nedostatak za dubokomorske ribe i mekušce. Eutrofikacija se može desiti čak iu slatkim vodama sa sporim tokom. Što više organskih supstanci ulazi u jezero, potrebno je više kiseonika1 da se pretvore u neorganska jedinjenja.[ ...]

Problem eutrofikacije vodnih tijela postao je široko rasprostranjen. To je uglavnom zbog uklanjanja u rezervoar veliki broj! hranljivih materija usled unosa ovih supstanci sa komunalnim otpadnim vodama i ispiranja u površinske vode velike količine đubriva primenjenih na poljoprivrednim udelima.[ ...]

Dakle, eutrofikacija vodnih tijela može se spriječiti uklanjanjem najmanje jednog nutrijenta iz vode. U praksi se to svodi na uklanjanje jedinjenja fosfora iz otpadnih voda, jer su ugljik u obliku bikarbonata i dušik kao rezultat asimilacije iz zraka nekim vrstama vodene vegetacije gotovo uvijek prisutni u prirodnim vodama. Osim toga, zbog visoke rastvorljivosti većine mineralnih soli koje sadrže dušik, vrlo je teško pronaći učinkovite i ekonomične metode za njihovo uklanjanje. Ipak, nedavno se ukazala potreba za striktnom regulacijom sadržaja amonijumovih soli i nitrata u vodi rezervoara. U našoj zemlji na snazi ​​„Pravila za zaštitu površinskih voda od zagađivanja otpadnim vodama“ (1975), na osnovu toksikoloških karakteristika, u vodama akumulacija od ribarskog značaja, sadržaj amonijumovih jedinjenja je ograničen, a u voda rezervoara za piće i upotrebu u domaćinstvu – sadržaj nitrata. Maksimalna dozvoljena koncentracija amonijumovih jedinjenja je 0,5 mg/l, a za nitrate (u smislu azota) - 10 mg/l.[...]

Procjena i kontrola stepena eutrofikacije vodnih tijela zasniva se na proučavanju redoks stanja vodnog sistema. Glavni izvor vodonik peroksida u prirodnim vodnim tijelima (barem za sjeverozapadni region Rusije) je proizvodnja fitoplanktona tokom njegove fotosintetske aktivnosti tokom dana.[...]

Zapravo, termofikacija akumulacija pokreće koordinirani sistem procesa kroz usporavanje razmjene vode, čiji je konačni rezultat eutrofikacija rezervoara.[...]

T.z. može uzrokovati značajnu štetu vodnim tijelima, jer se s povećanjem temperature smanjuje količina kisika otopljenog u vodi, što smanjuje sposobnost samočišćenja prirodnih voda. Tako ekosistem Koporskog zaliva Finskog zaliva pati od T.z. zbog Lenjingradske nuklearne elektrane. Ovo zagađenje je povećalo proces eutrofikacije akumulacije, zelene alge su u velikoj mjeri zamijenjene cijanobakterijama, promijenio se sastav riblje faune (gustoća naseljenosti baltičke haringe naglo se smanjila).[ ...]

Ozbiljna opasnost predstavlja ispuštanje otpadnih voda kontaminiranih biogenim elementima (jedinjenja fosfora i dušika) u vodna tijela, posebno one sa sporim tokom (jezera, rezervoari, pa čak i mora). U vodi koja sadrži organske tvari i hranjive tvari dolazi do intenzivnog razmnožavanja mikroskopskih algi - plavo-zelenih. Povremeno je površina vode prekrivena neprekidnim slojem otrovnih zelenih algi, dolazi do eutrofikacije vodenih tijela (cvjetanja). Neke plavo-zelene alge ispuštaju otrovne tvari u vodu. Kada umiru, modrozelene alge potpuno deoksigeniraju vodu rezervoara i zagađuju je produktima raspadanja. Trenutno se opaža eutrofikacija mnogih vodenih tijela: Ženevskih i drugih jezera u Švicarskoj, mnogih dijelova rijeke Amazone, itd.[ ...]

Resetovati neorganska jedinjenja u slatkovodnom tijelu pogoršava kvalitet vode (salinizacija vodnih tijela), au nekim slučajevima ima negativan učinak na floru i faunu vodnih tijela i može uzrokovati ozbiljne bolesti. Ulazak soli fosfora i dušika u vodu akumulacija dovodi do brzog razvoja algi, posebno modrozelenih (eutrofikacija akumulacija).[ ...]

Od trenutka kada je korito akumulacije napunjeno, počela je eutrofikacija akumulacije zbog priliva više biogenih elemenata iz tla i vegetacije, što je dovelo do povećanja njegovog trofičkog statusa. Zauzvrat, povećanje trofičnosti odredilo je sukcesiju riblje faune, koja je poznata za sjeverne akumulacije po sukcesivnoj zamjeni kompleksa lososa bjelicom, sige smuđem, nakon čega je uslijedio prelazak na šarana. Ovaj proces je u više navrata ubrzan ribolovom (biološki oblik utjecaja), koji je odredio komercijalnu sukcesiju ribe i pretvorio akumulaciju Vilyui u akumulaciju smuđ-žohara-žohara.[...]

Sama Pravila su osmišljena tako da osiguravaju čistoću rijeke ili akumulacije samo u trasama tačaka za piće, kulturnu i zajedničku ili ribarsku upotrebu. Ovakav pristup je već doveo do toga da su mnoge rijeke u našoj zemlji zagađene lokalno ili kontinuirano gotovo u cijelom. U stajaćim i niskim vodnim tijelima procesi samopročišćavanja teku još sporije i često se javljaju hitne slučajeve. Takvi su fenomeni nastali u jezeru Ladoga - jednom od izvora vodosnabdijevanja Sankt Peterburga, u mnogim velikim rezervoarima. Svi savremeni objekti za prečišćavanje grade se destruktivnim metodama prečišćavanja, koje se svode na uništavanje zagađivača vode njihovom oksidacijom, redukcijom, hidrolizom, razgradnjom itd., a produkti raspadanja se djelimično uklanjaju iz vode u obliku plinova ili padavina. , a djelimično ostaju u njemu u obliku rastvorljivih mineralnih soli. Kao rezultat toga, takozvane netoksične mineralne soli ulaze u prirodne vode u količinama koje odgovaraju MPC, ali višestruko većim od njihovih prirodnih koncentracija u vodenoj sredini. Stoga, ispuštanje otpadnih voda u rijeke i rezervoare, koje su podvrgnute dubinskom prečišćavanju od organskih jedinjenja dušika, fosfora, sumpora i drugih elemenata, ipak povećava sadržaj rastvorljivih sulfata, nitrata, fosfata i drugih mineralnih soli u vodi, što uzrokuje eutrofikacija akumulacija, njihovo „cvjetanje“ » zbog brzog razvoja plavo-zelenih algi; potonji, umirući, apsorbiraju mnogo kisika i lišavaju vodu sposobnosti samopročišćavanja.[...]

Trenutno gotovo da ne postoje prirodni, prirodni rezervoari sa donekle nepromijenjenom ribljom faunom. To su uređene rijeke, i mreža različitih akumulacija, i akumulacija - rashladnih objekata energetskih objekata, i antropogena eutrofikacija akumulacija, kao i ekstenzivni ribolov i različiti oblici uzgoja ribe koji značajno mijenjaju prirodne vodene ekosisteme koji su se kroz povijest razvijali. dug vremenski period. Stoga se ciljevi i zadaci ekoloških i morfoloških proučavanja reprodukcije i razvoja riba razlikuju od onih koji su bili na početku razvoja ove perspektivne oblasti istraživanja u oblasti ihtiologije. Glavna teorijska pitanja usko vezana za rješavanje hitnih problema u oblasti ribarstva, koji su se ponovo pojavili u uvjetima potpune rekonstrukcije gotovo svih akvatičnih sistema sa historijski utvrđenom ribljom faunom, mogu se predstaviti na sljedeći način.[ . ..]

Prilikom ispuštanja prečišćene otpadne vode u zatvorena i sporoprotočna vodna tijela, kao i pri ponovnoj upotrebi u industrijskom vodosnabdijevanju, potrebno je ukloniti jedinjenja fosfora i dušika iz otpadnih voda kako bi se spriječila eutrofikacija vodnih tijela (masovni razvoj algi), kao i kao intenzivno biološko zagađivanje cjevovoda i opreme. Ovaj problem se prvenstveno odnosi na kućne ili komunalne otpadne vode, u kojima se, nakon biološkog tretmana, jedinjenja fosfora i dušika nalaze uglavnom u otopljenom i lako probavljivom obliku (u obliku ortofosfata, amonijumovih soli, nitrita i nitrata). Izvori ovakvog zagađenja vode u domaćinstvu su ljudski otpadni proizvodi i sintetički deterdženti, u kojima sadržaj polifosfata može doseći i do 30-50%.[ ...]

Čista voda ne dolazi samo iz izvora i kanalskih izvora. U rezervoarima postoji sistem samočišćenja, vodeća uloga u kojima se igraju vodene biocenoze. Cijeli set vodenih organizama od bakterija do ribe u svojim trofičkim odnosima ima specijalizirane koncentrate, filtrate, talože, koji zajedno osiguravaju višestepenu mineralizaciju organske tvari i pretvaranje mnogih zagađivača u oblik neaktivnih pridnenih sedimenata. Međutim, mogućnosti samopročišćavanja nisu neograničene. Pri određenom stepenu zagađenja vode, posebno sa zaletnim ispuštanjem neprečišćenih otpadnih voda sa toksičnim nečistoćama, može doći do uništenja gotovo cjelokupne biote akumulacije. A višak biogenih elemenata, posebno dušika i fosfora (isprana mineralna gnojiva), često dovodi do eutrofikacije rezervoara, prekomjernog razmnožavanja jednoćelijskih algi - cvjetanja vode, što postaje izvor sekundarnog zagađenja. Još uvijek je rasprostranjen koncept prema kojem se ispuštanje otpadnih voda u vodna tijela smatra jednim od vidova posebne upotrebe vode, a vodna tijela se zbog svoje sposobnosti samočišćenja kvalificiraju kao prirodno biološka postrojenja za prečišćavanje velikog kapaciteta. Ovaj koncept je izrazito anti-ekološki, njegova implementacija vodi u ekološki ćorsokak.[...]

Prisustvo kućnih otpadnih voda bogatih organskom materijom dovelo je do povećanja eutrofikacije vodnih tijela i negativno utjecalo na njihovu produktivnost. Također je došlo do naglog povećanja razvoja fitoplanktona („cvjetanja vode“), mnogih drugih vodenih organizama, priobalnih šikara više vegetacije. Istovremeno je postojao nedostatak kiseonika, povećane duboke zone sa anaerobnim metabolizmom, nakupljanjem sumporovodika, amonijaka itd. To je uzrokovalo uginuće vrijednih ribljih vrsta i pogoršanje kvaliteta vode za piće, mnoge akumulacije su izgubile svoj ekonomski značaj.[...]

Smanjenje kvaliteta vode kao rezultat antropogenog preopterećenja akumulacije biogenim supstancama, što uzrokuje pretjerani razvoj fitoplanktona, obično se naziva fenomenom antropogene eutrofikacije akumulacije. Ovo je jedna od tužnih manifestacija ljudskog zagađenja životne sredine. O razmjerima ovog procesa može se suditi po činjenici da se zagađenje intenzivno razvija u tako ogromnim slatkovodnim tijelima kao što je jezero Erie, pa čak i u nekim morima.[...]

Više od 40% obrađenih površina tretirano je pesticidima. Otprilike 1% ovih supstanci dospijeva u vodena tijela iz kišovitog zemljišta, a oko 4% iz navodnjavanih zemljišta. Tokom zračnog tretmana, kao rezultat zanošenja, do 30% primijenjenih pesticida ulazi u vodena tijela. Migrirajući u vodi, prenose se na velike udaljenosti, a njihovo biološko propadanje zbog stabilnosti je sporo. Proces eutrofikacije vodnih tijela postao je vrlo opasan, kada se intenzivira razvoj fitoplanktona, posebno plavo-zelenih algi - dolazi do cvjetanja vode. Eutrofikacija u akumulacijama je povezana sa ispiranjem biogenih elemenata iz poplavljenog tla i propadanjem vegetacije na njihovom dnu. Ali ovaj proces se posebno intenzivirao u vezi sa ispuštanjem kućnih i industrijskih otpadnih voda, uklanjanjem mineralnih đubriva i pesticida sa polja i kršenjem hidrološkog režima rijeka. Negativnu ulogu igra i činjenica da se u stočarskim kompleksima godišnje formira do 1 milion tona stajnjaka, a samo oko 600 hiljada tona se unosi u tlo. Značajna količina organskih đubriva može ući u vodena tijela i uzrokovati eutrofikaciju.[ ...]

Klasičan primjer prirodne sukcesije je „starenje“ jezerskih ekosistema – eutrofikacija. Izražava se u zarastanju jezera biljkama od obala do centra. Ovdje se uočava niz faza zarastanja - od početnih - slobodno plutajućih i pridonskih potopljenih biljaka daleko od obale, do dostignutih - srednje visokih nicanja i crne johe u blizini obale. Kao rezultat, jezero se pretvara u tresetnu močvaru, u ekosistem tipa vrhunca. Eutrofikacija rezervoara je u velikoj mjeri određena unosom biogenih elemenata izvana.[ ...]

Ubrzana, ili takozvana antropogena eutrofikacija, povezana je sa unosom u vodena tijela značajne količine hranjivih tvari - dušika, fosfora i drugih elemenata u obliku gnojiva, deterdženata, životinjskog otpada, atmosferskih aerosola itd. savremenim uslovima eutrofikacija vodnih tijela odvija se u mnogo kraćem vremenskom periodu - nekoliko decenija ili manje.[...]

Iznad smo već spomenuli ulogu agrotehničkih aktivnosti u akumulaciji fosfora i time revitalizaciji eutrofikacije vodnih tijela, posebno onih bez drenažnih voda. Do sada su se pojavili nesistematizovani podaci o eutrofikaciji zatvorenih pripovršinskih podzemnih vodonosnika atmosferskim i površinskim napajanjem i istovarom u sporom režimu, i to sa vrlo skromnom biotom u svom sastavu.[ ...]

Poljoprivredna proizvodnja čini najmanje polovinu vezanog azota koji ulazi u vodena tijela. Obogaćivanje vode hranljive materije, prvenstveno vezan dušikom, dovodi do prekomjernog rasta algi. Dok umiru, prolaze kroz anaerobnu bakterijsku razgradnju, uzrokujući manjak kisika i, posljedično, smrt riba i drugih vodenih životinja. Eutrofikacija vodnih tijela je, nažalost, rasprostranjena pojava.[ ...]

Dakle, jedan od najčešćih antropogenih uticaja na ekosisteme jezera i akumulacija je proces eutrofikacije, koji ubrzava njihovo starenje. Ovaj proces je vođen povećanjem biogenih i organskih supstanci (prvenstveno tvari koje sadrže dušik) koje ulaze u vodna tijela ispiranjem iz poplavljenog tla, polja poljoprivrednih gnojiva i komunalne kanalizacije. Kako se "cvjetanje" vode povećava (povećanje broja plavo-zelenih algi), sadržaj kisika u vodi se smanjuje; to dovodi do smanjenja broja nekih populacija, najosjetljivijih na nedostatak potrebne količine kisika, i pojave toksina. Dakle, indikatori monitoringa koji karakterišu eutrofikaciju vodnih tijela su važan element monitoring životne sredine(cm. ).[ ...]

Površinski oticaj sa poljoprivrednih površina koje se napajaju kišom i navodnjavaju sadrže biogene elemente, koji ulazeći u vodna tijela narušavaju prirodnu ravnotežu ekoloških sistema. Dakle, povećanje sadržaja dušika i fosfora potiče rast vodene vegetacije, što dovodi do zarastanja i začepljenja kanala, rijeka, akumulacija, posebno slabo tekućih. Mala količina fosfora unesenog površinskim otjecanjem stvara nepovoljne uvjete za mikrofloru rezervoara, čija smrt doprinosi kršenju režima kisika. Na kraju, to dovodi do eutrofikacije vodnih tijela. Glavni dio biogenih elemenata ulazi u vodena tijela u otopljenom obliku sa površinskim i drenažnim tokovima, kao iu neotopljenom stanju zajedno sa česticama tla kao rezultat njegove erozije.[ ...]

Kao rezultat toga, nastaju različite negativne posljedice koje uništavaju prirodne ekosisteme, što posebno dovodi do eutrofikacije vodnih tijela (vidi Odjeljak 6.4.2.4).[ ...]

Na osnovu podataka sa 68 akumulacija u zapadnim Sjedinjenim Državama, Muller zaključuje da su najadekvatniji rezultati: za postojeće rezervoare proračuni se rade u okviru Dillon-Riglerovog modela, dok se Vollenweiderov model dobro pokazao u odnosu na projektovanih rezervoara. Istovremeno, Muller, međutim, ističe da pitanje primjenjivosti parametara kalibriranih jezera na akumulacije zahtijeva dodatnu studiju. Vladine službe Sjedinjene Američke Države, baveći se problemom eutrofikacije vodnih tijela, najčešće koriste Vollenweiderov model (Reckhau, lična komunikacija, 1982). Prilikom konstruisanja svih gore navedenih modela, pretpostavljeno je prisustvo dobro izmešanog sloja u rezervoaru. Neki od modela ne uzimaju u obzir oslobađanje fosfora iz sedimenta, drugi uključuju termin koji opisuje neto efekat taloženja suspendovanih čestica na sadržaj fosfora u vodi. Rezultat proračuna su prosječne godišnje koncentracije, koje služe, s jedne strane, kao pokazatelj trenutnog trofičkog stanja jezera, as druge strane, kao osnova za izradu strategije deeutrofikacije.[ .. .]

U vezi sa upotrebom polifosfata u sastavu SM, valja napomenuti da su ove supstance koje sadrže fosfor bile jedan od važnih faktora eutrofikacije vodnih tijela i intenzivnog razvoja fitoplanktona u njima, posebno plavo-zelenog i nekih druge alge. Ovom problemu, koji je najhitniji za zemlje sa toplom klimom i južne krajeve naše zemlje, posvećuje se velika pažnja. Mnogi radovi su posvećeni problemu zamjene polifosfata u SMS-u drugim supstancama, neki radovi razmatraju pitanje uklanjanja fosfora iz otpadnih voda koje ulaze u vodena tijela itd. (Maloney, 1966; Missingham, 1967; Shapiro, 1970; Hamilton, 1974). [ ...]

Takve komponente utjecaja erozionih procesa na okoliš kao što su gubitak organske tvari tla, formiranje obnovljenih tla, eutrofikacija vodnih tijela zbog uklanjanja značajne količine hranjivih tvari iz površinskog sloja tla i kiselih padavina međusobno su povezane. , su ekvivalentni i javljaju se istovremeno.[ ...]

Supstance nastale tokom života mikroorganizama, kao i sami mikroorganizmi, mogu uzrokovati pogoršanje kvaliteta vode, posebno u akumulacijama sa sporim protokom. Može doći i do kvarova hidraulične konstrukcije. Najčešće manifestacije vitalne aktivnosti mikroorganizama koje ometaju proces samopročišćavanja u vodnim tijelima, rad vodozahvata i sistema za hlađenje, uzrokuju promjenu kvalitete vode, cvjetanje vodenih tijela, obraštanje, pojava mirisa i ima ukus blizu vode. Formiranje rezervoara povezano je sa smanjenjem brzine protoka vode, zbog čega se hidrohemijski režim velikih akumulacija približava onom u jezerima. Kada se tok rijeke reguliše, vrijeme prolaska vode od izvora do ušća se povećava za 10-15 puta. Tako je u Volgi voda dostigla regulaciju oticanja od Ribinska do Volgograda za 30 dana za vreme velike vode, a za 50 dana za vreme niske vode.Nakon formiranja kaskade akumulacija, vreme prolaska vode u ovoj oblasti se povećalo na 450-500 dana. Usporavanje razmjene vode u riječnom sistemu praćeno je značajnim promjenama u hidrohemijskom i hidrobiološkom režimu. Akumulacije rade kao džinovske lagune, pa je zagađenje koncentrisano u njima. Unošenje organskih i toksičnih jedinjenja, biogenih elemenata doprinosi nastanku uslova za eutrofikaciju rezervoara, narušavanje procesa samopročišćavanja, zarastanje, tj. masovni razvoj viša vodena vegetacija.[...]

SZO, zajedno sa UNESCO-om, WMO i UNEP-om, organizuje mrežu za praćenje kvaliteta vode u cilju identifikacije posebno opasnih zagađivača, transporta zagađivača i kontrole eutrofikacije vodnih tijela. Ovaj aspekt je takođe relevantan za ciljeve GEMS-a (4. cilj).[ ...]

Antropogeni inputi predstavljaju značajan udio u bilansu fosfora. Upotreba đubriva, hemijsko zagađenje biosfere u celini, procesi erozije igraju odlučujuću ulogu u fosfatizaciji biosfere. Rješavanje kontroverznog problema – nedostatka fosfora i eutrofikacije vodnih tijela – zahtijeva razvoj niza mjera koje imaju za cilj minimiziranje gubitaka fosfora tokom prerade, đubrenja i sprječavanje zagađenja okoliša jedinjenjima fosfora.[...]

Ovo poglavlje daje osnovne pojmove i koncepte u inženjerskoj limnologiji. Odjeljci 1.1 i 1.2 direktno se bave nekim od osnovnih limnoloških karakteristika. Odjeljak 1.3 ukratko govori o klimatskim kontrastima u svojstvima unutrašnjih voda, a Odjeljak 1.4 uvodi koncept modeliranja per se. Konačno, u odjeljku 1.5, okarakterisane su moderne ideje o fenomenu eutrofikacije vodnih tijela i razlozima koji izazivaju zabrinutost javnosti zbog ubrzane ili „kulturne“ (tj. antropogene) eutrofikacije jezera i akumulacija.[...]

Kao što je već spomenuto, intenzitet cvjetanja jezera može se usporiti smanjenjem količine hranjivih tvari koje ulaze u njih. Trenutno se velika pažnja poklanja smanjenju opskrbe fosforom, jer se vjeruje da kontrola procesa eutrofikacije vodnih tijela uglavnom ovisi o smanjenju koncentracije ovog nutrijenta. Međutim, jednako je važno da je mnogo teže ukloniti spojeve koji sadrže dušik iz otpadnih voda. Neke države su usvojile propise o sadržaju fosfora u prečišćenoj otpadnoj vodi. Ovim standardima se utvrđuju maksimalno dozvoljene koncentracije fosfora u prečišćenoj otpadnoj vodi, kao i zahtjevi za uklanjanje određenog dijela fosfora u procesu prečišćavanja. Pretpostavlja se da su maksimalno dozvoljene koncentracije fosfora 1-2 mg/l (u većini slučajeva 1,0 mg/l), a efikasnost uklanjanja fosfora tokom procesa prečišćavanja treba da bude 80-95% prema regulatornim zahtjevima.[ .. .]

Nepravilnim korištenjem fosfornih gnojiva, vodenom i vjetrom erozije tla, velike količine fosfora se uklanjaju iz tla. S jedne strane, to dovodi do prekomjerne potrošnje fosfornih gnojiva i iscrpljivanja rezervi ruda koje sadrže fosfor (fosforiti, apatiti, itd.). S druge strane, ulazak velikih količina biogenih elemenata kao što su fosfor, dušik, sumpor i dr. iz tla u vodena tijela, uzrokuje brzi razvoj plavo-zelenih algi i drugih vodenih biljaka („cvjetanje“ vode) i eutrofikaciju vodnih tijela. Ali većina fosfora se odnosi u more.[ ...]

Poznavanje zakona kruženja azota i drugih bioloških supstanci u tlu omogućava izradu osnovne strategije za povećanje plodnosti zemljišta i razvoj nedeficitarne poljoprivrede. Vreme i količina unošenja đubriva zahtevaju finu ravnotežu. Važno je da gnojiva asimiliraju biljke, te da ne štete okolišu i ljudskom zdravlju. Uostalom, višak hranjivih tvari zagađuje okoliš, slatku vodu, dovodi do eutrofikacije vodenih tijela i čak ugrožava ozonski omotač stratosfere.[ ...]

Jedan od najranijih pokušaja kontrole fosfora u otpadnim vodama bio je pronalaženje zamjene za komponente fosfora u deterdžentima. U to vrijeme se ovaj pristup smatrao sasvim prikladnim, jer su deterdženti bili glavni izvor fosfora sadržanog u kućnim otpadnim vodama. Nažalost, odgovarajuća zamjena nije pronađena. Kaustični aditivi nisu imali ekvivalentna svojstva deterdženta, bili su iritantni za kožu, a neke od njihovih varijanti uzrokovale su oštećenje očiju i sluzokože prilikom udisanja ili gutanja. Natrijum nitrilotriacetat (NTA), koji se smatra najboljom zamjenom za fosfate, predstavljao je prijetnju ljudskom zdravlju. Glavni kirurg Sjedinjenih Država sugerirao je da bi domaćinstva trebala nastaviti koristiti fosfatne deterdžente još neko vrijeme zbog njihove sigurnosti. Još jedna stvar koja je proizašla iz rasprave o fosfatnim deterdžentima je da eutrofikacija vodnih tijela nije nacionalni problem. Utvrđeno je da se otpadne vode iz kanalizacionih sistema koji opslužuju približno 55% stanovništva ispuštaju u okean ili u ¡ glavne rijeke teče u okean. Još 30% stanovništva živi u ruralnim područjima bez kanalizacione mreže. Tako se jezera koja mogu biti ugrožena procesom eutrofikacije odlažu otpadnim vodama iz kanalizacionih sistema koji opslužuju samo 15% stanovništva SAD. Ova vodena tijela uključuju Velika jezera, r. Potomac i njegovo ušće, zaljev San Francisco i rijeke koje se u njega ulivaju, jezero. Tahoe i mnoga druga velika i mala jezera i akumulacije. Fosfati se ne smatraju velikom prijetnjom rijekama. Ovo gledište potkrepljuju i prikupljeni podaci, prema kojima čak i tako visoke koncentracije fosfora od 2-3 mg/l u pokretnim vodama ne dovode do njihove ozbiljne degradacije.