Причины, последствия и эффективные решения проблемы культурной эвтрофикации

Эвтрофикация — это серьезная экологическая проблема для рек, акватории, озер, притоков и эстуариев. Термин относится к увеличению количества питательных веществ, особенно фосфора и азота, что приводит к взрывному росту водорослей — цветению водорослей. Оно делится на две категории, включая натуральный и культурная эвтрофикация.

Природная эвтрофикация это постепенное накопление питательных веществ, органических материалов и отложений, которое происходит на протяжении веков во многих озерных бассейнах. Культурная эвтрофикация, с другой стороны, относится к изменению поступления питательных веществ в водные бассейны в результате человеческой деятельности, что приводит к серьезным экологическим изменениям в прудах в течение десятилетий.

Источник: Canva

Культурный процесс прежде всего связан с фосфором, популярным в удобрениях и очищенных сточных водах. Фосфор считается основным существующим лицом, поскольку он сильно стимулирует рост водорослей. Процесс отличается очень большим ростом растений и водорослей в прудах. Идея культурной эвтрофикации, например, вызвана пониманием человеком того, что чистая вода с очень малым количеством заметных организмов лучше, чем вода, роскошная органикой.

Широко популярное современное применение фосфатов в моющих средствах, а еще излишек удобрений в стоках в большой мере способствовали появлению экологической проблемы в прудах, которую называют культурной эвтрофикацией.

В нормальном процессе экосистема регулярно перерабатывает вещества при помощи растений и зеленых водорослей, создавая из растворенных веществ химии пищевую базу для растительноядных и плотоядных. Мертвые животные и растительные материалы также разлагаются аэробными и анаэробными разлагателями в обычные формы, которые легко перерабатываются в натуральные циклы.

Пруды хорошо приспособленые для решения проблемы круговорота веществ, сохраняя качество воды. Но при культурной эвтрофикации человек вводит приличное количество искусственных веществ в экологическую систему пруда, подавляя натуральный круговорот, что приводит к изменению состояния прудов с олиготрофного на эвтрофное.

Олиготрофные пруды имеют роскошный запас кислорода, в отличии от эвтрофных прудов, богатых водорослями. Хорошим примером того, как человеческая деятельность оказывает влияние на экологию прудов, считается сброс канализационных вод в пруды. Сброс неочищенных канализационных вод в пруд, к примеру, приводит к удобрению водорослей, усиливая их рост.

По мере роста и гибели водорослей увеличивается кол-во аэробных разлагателей, что приводит к увеличению потребности пруда в кислороде. Если интерес на кислород довольно большой, он превышает предложение, что осложнит выживание рыб и водных организмов в прудах.

ЭВТРОФИКАЦИЯ: ResponSEAble европейский проект

Микроорганизмы, которые способны жить в отсутствие кислорода, начинают разлагать органические вещества, из-за чего выделяется вредный сероводород и аммиак. Это в общем описывает идею культурной эвтрофикации.

15. Эвтрофикация — проблема современных озер

Разные причины культурной эвтрофикации

1. Удобрения

Применение удобрений считается главной причиной эвтрофикации. Применение удобрений, особенно нитратных и фосфатных, на фермах, газонах и полях для гольфа приводит к накоплению фосфатов и нитратов в находящихся рядом источниках воды.

Когда питательные вещества попадают в озера, океаны, реки и прочие пруды, водоросли и планктон, а еще другие растения в воде получают хорошую подпитку, что приводит к повышению активности их фотосинтеза.

Очень высокая активность фотосинтеза вызывает плотный рост цветения водорослей и остальных видов растений. Чрезмерный рост приводит к уменьшению содержания кислорода в воде, что запускает процесс эвтрофикации.

2. Операции по концентрированному откорму животных

Операции по концентрированному откорму животных отличаются большим сбросом искусственных питательных веществ в реки, озера и океаны. Питательные вещества собираются в больших концентрациях, вызывая цветение водорослей и цианобактерий в прудах.

3. Канализационные и промышленные сбросы

Неочищенные канализационные воды и отходы промышленности, тем более в больших городах и развивающихся странах, могут попасть в пруды и активизировать рост цветения водорослей и остальных водных растений, угрожая выживанию водных организмов во многих отношениях. Даже чистую воду не следует сбрасывать назад в реки или озера, так как это способно привести к накоплению избыточных питательных веществ в прудах.

4. Аквикультура

Современный метод разведения рыбы, моллюсков и выращивания водных растений без почвы также привносит большой депозит в культурную эвтрофикацию. Если аквакультура не управляется соответствующим образом, частицы пищи и фикалии рыб могут попасть в пруды, создавая хорошую среду для плотного роста микроскопических плавающих растений.

5. Обезлесение

Когда люди вырубают деревья, они повышаюту вероятность эвтрофикации. Деревья занимают важное место в скреплении почвы. Когда деревья вырубаются, происходит эрозия почвы, которая переносит осадки и прочие питательные вещества в пруды, создавая хорошую среду для бурного роста цветения водорослей.

Источник: Canva

Результаты культурной эвтрофикации

1. Ухудшение качества воды

Наиболее заметной проблемой эвтрофикации считается ухудшение качества воды. Люди предпочитают чистую воду в отличии от воды, богатейшей питательными веществами. В действительности, идея применения богатейшей питательными веществами воды некоторыми людьми кажется безумной. Если, к примеру, источник воды пострадает, люди, зависящие от богатейшей питательными веществами воды, не смогут использовать ее до той поры, пока ее качество не улучшится.

Помимо того, цветение водорослей очень токсично. Они даже становятся более ядовитыми в анаэробных условиях. Их присутствие в прудах уменьшает доступность чистой пригодной для питья воды. Более того, плотный рост водорослей и остальных растений может блокировать системы снабжения воды, ограничивая доступность водопроводной воды.

2. Угрожает выживанию водных организмов

Общей характеристикой эвтрофикации считается взрывной рост фитопланктона и остальных растений. Взрывной рост растений повышает необходимость в кислороде, что приводит к уменьшению доступности растворенного кислорода для дыхания остальных водных растений и животных в воде.

По мере отмирания и разложения водорослей кислород продолжает истощаться, что приводит к удушью рыб и остальных водных организмов. Когда вода больше не может удерживать кислород, состояние это способствует росту бактерий, которые делают токсины, смертельные для морских млекопитающих и птиц.

3. Отравление

Эвтрофикация способствует росту цианобактерий. Бактерии вызывают "красный приток", который выбрасывает в воду мощнейшие токсины с большим уровнем яда. Токсины могут быть смертельными даже при чересчур низких концентрациях. Анаэробные условия, создаваемые эвтрофикацией, также помогают росту ядовитых соединений в пруде.

Яд может привести к летальному исходу людей и животных при попадании в пресную воду в минимальной концентрации. Ядовитые соединения могут также подниматься по пищевой цепочке через биоаккумуляцию и биомагнификацию, вызывая другие осложнения для здоровья, к примеру, раковые заболевания.

К примеру, эвтрофикация хорошо связана с отравлением моллюсков. Моллюски собирают яд в собственных мышцах, что приводит к отравлению человека. Большая концентрация азота в пресной воде также может мешать кровообращению у младенцев.

4. Ингибирование рыболовства

Эвтрофикация увеличивает рост водорослей и очень мелких растений, а еще фотосинтезирующих бактерий. Активный рост водорослей и растений может привести к образованию обширных и плотных матов плавающих растений, которые осложняют установку рыбацких сетей в воде. Они также могут лимитировать подвижность лодок и остальных рыбацких судов.

5. Деградация рекреационных возможностей

Если цветение водорослей и остальных растений затрагивает очень широкую территорию, оно уменьшает прозрачность и навигацию в воде, делая меньше рекреационную ценность и возможности прудов. Рост, тем более на поверхности, будет очень плохо влиять на такие разновидности деятельности, как катание на лодках и плавание.

Решения для культурной эвтрофикации

1. Управление загрязнением воды

Поскольку загрязнение считается главной причиной эвтрофикации, его снижение в самых разных формах поможет устранить последующее разрушение прудов. Уменьшение сброса азота и фосфатов в водные системы поможет уменьшить содержание питательных веществ в водной системе и, поэтому, контролировать эвтрофикацию.

Но для того, чтобы данное решение сработало, предприятия промышленности и муниципалитеты, а еще отдельные граждане должны работать вместе над снижением уровня загрязнения. Если промышленность уменьшит загрязнение, а муниципалитеты продолжат загрязнять водные системы, то результаты будут мизерными.

2. Компостирование

Эвтрофикация происходит в результате применения нитратов и фосфатов. Чтобы уменьшить присутствие фосфатов и нитратов в прудах, люди должны заменить нитратные и фосфатные удобрения компостным навозом. Компостный навоз не содержит высоких элементов нитратов и фосфатов, которые вызывают эвтрофикацию.

Также, все важные элементы компостного навоза расщепляются и синтезируются растениями, что дает возможность избежать цикла эвтрофикации.

3. Создание и укрепление законов о неточечном загрязнении

Правительства должны создать законы и политику против неточечного загрязнения. EPA отмечает, что неточечное загрязнение считается самой существенной проблемой в борьбе с эвтрофикацией. Контроль над источниками питательных веществ может существенно сделать меньше эвтрофикацию, поэтому кабинетам министров и муниципалитетам по всему миру следует создать суровые меры по предотвращению точечного загрязнения.

Минимизация неточечного загрязнения работает благодаря уменьшению количества питательных веществ, попадающих в водные системы. Политика должна быть направлена на поддержание больших качественных стандартов воды, препятствуя загрязнению.

Биология 11 класс (Урок№18 — Глобальные экологические проблемы.)

4. Ультразвуковое облучение

В течение последних многих лет разработчики технологий и ученые работали над созданием технологий, которые помогут сделать меньше загрязнение и даже обратить вспять уже нанесённый ущерб. Ультразвуковое облучение, вот например, считается одной из этих технологий, которая оказала огромную помощь в борьбе с эвтрофикацией, вызывая кавитацию, которая производит свободные радикалы, разрушающие клетки водорослей.

Другие технологии, которые преобразуют рост растений, присутствующих в прудах, в энергию, также были усовершенствованы. Не обращая внимания на то, что нововведения все еще дороги, их следует продвигать вперед, чтобы обратить вспять долголетнее антропогенное загрязнение, вызывающее культурную эвтрофикацию. Поэтому правительства призваны также инвестировать в поддержку и одобрение новых инноваций, направленных на решение экологичных проблем.

Ссылки: