Postopek evtrofikacije, vzroki, posledice, rešitve

The evtrofikacija To je presežek hranil, ki je prispeval k vodnemu telesu, kar je povzročilo populacijsko eksplozijo alg, cianobakterij in vodnih rastlin. Ta pojav posledično povzroči zmanjšanje raztopljenega kisika v vodi in zato vpliva na podvodno življenje.

Raztopljeni kisik se zmanjšuje zaradi zmanjšanja fotosinteze s potopljenimi algami in rastlinami. To se zgodi tako z blokado sončne svetlobe zaradi površnega širjenja rastlin in z najvišjo stopnjo porabe kisika za te populacije.

Kopičenje evtrofikacije.

Eutrofizacija se lahko pojavi zaradi naravnih vzrokov z zmanjšanjem dimenzij ali pretoka izjemnega telesa ali telesa, ki vlečejo prehranske obremenitve do vodnih teles. Vendar se v večini primerov evtrofikacija pojavi zaradi vzrokov, ki jih ustvarja človek (antropično).

Problem evtrofizacije narašča po vsem svetu in več kot polovica svetovnih jezer na neki ravni trpi. Podobno se mrtva območja zaradi pojava tega pojava širijo v morju, pri čemer jih prepoznajo več kot 700.

[TOC]

Proces evtrofikacija

Evtrofikacija se začne s prispevkom vode nenavadnih količin hranil, zlasti dušika (N) in fosforja (P). Ti prispevki lahko izvirajo iz naravnih in človeških (antropskih) virov, vsekakor pa so produkt in vzrok za ekološko neravnovesje.

Favorizirani organizmi

Izjemen dohodek bistvenih hranil za rast rastlin daje prednost razvoju invazivnih vodnih alg in rastlin. To je lahko tako fitoplankton kot makroalga, ter tudi širjenje cianobakterij.

Razmnoževanje evtrofikacijskih alg. Vir: Felix Andrews (Floybix) [CC BY-S (http: // createCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]

Ti organizmi imajo visoke reproduktivne stopnje in hitro rastejo, zato imajo dovolj hranilnih snovi, imajo konkurenčne prednosti. Rastejo na površini vodnega telesa in pokrivajo celotno površino.

Svetloba

Plavajoče vodne alge in rastline, ki pokrivajo površino, preprečijo sončno svetlobo, lahko prodrejo do spodnjih plasti vode. Zaradi tega potopljene alge in rastline ne morejo izvajati fotosinteze in začeti umreti.

Raztopljen kisik

Blokiranje podvodne fotosinteze zaradi te površinske razmnoževanja rastlinske mase pomeni tudi zmanjšanje raztopljenega kisika v vodi. Poleg tega so drugi viri raztopljenega kisika omejeni, kot je izmenjava z atmosfero zaradi blokade, ki jo izvaja površinska rastlinska masa.

Povpraševanje po kisiku

Pod površino se poveča aktivnost dekomponentnih organizmov, zlasti bakterij in lokov. To pomeni povečanje povpraševanja po raztopljenem kisiku, ki se zmanjša.

Povečanje razpadajoče dejavnosti je posledica največjega zagotavljanja izdelka organske snovi površnega populacije. Prav tako vpliva na povečanje smrti podvodnih organizmov.

Notranji prispevek organske snovi in ​​zunanjega z onesnaženimi odtoki zahteva več kisika za biokemično stabilizacijo (kisik biokemijsko povpraševanje). Ko je kisika malo, se nabira pol-odmik organske snovi, celoten ekosistem vstopi v krizo in življenje izgine.

Vzroki

Evtrofikacija povzroča snov hranil, ki so boljši od običajnega ravnotežja ekosistema. Kar se lahko zgodi tako zaradi naravnih kot za umetne namene, čeprav so prvi redki.

- Naravni vzroki

Na morju

Globoki hladni vodni tokovi lahko povzročijo populacije fitoplanktona z vlečenjem hranil iz oceanske postelje na površino (nujne primere). Podobno so proliferacije alg ali obrobe naravni pojavi, ki jih povzročajo različni dejavniki, ki so naklonjeni rasti fitoplanktona.

V teh ugodnih pogojih se nenavadno povečanje populacije v dinoflageliranem in diatomi. Nekatere vrste mikroalg so neškodljive in koristne, druge pa so strupene alge, kot so rod Dinoflagelati Aleksandrij. 

Ta toksičnost je posledica emisije s mikroalgi toksinov, kot so saksitoksin, ciguatoksin in goyatoksini.

V sladki vodi

Reke v njihovi izpeljavi vzdolž kanala ustvarjajo označene meanderje ali krivulje, ki včasih ostanejo osamljene. Na ta način se pojavljajo lagune podkev, ki se prehranjujejo z deževnico, odtokom ali občasnimi prelivi reke.

Vam lahko služi: 10 najpomembnejših lastnosti olja

V teh vodnih nahajališčih je koncentracija hranil, ki so boljši od koncentracije reke, ker ni odtočnega toka. Zato se pojavljajo naravni pojavi evtrofacije s širjenjem alg in vodno vegetacijo.

- Antropski vzroki

Najpomembnejši vzrok evtrofikacije danes je kontaminacija teles vodnih teles s človeškimi dejavnostmi. Zlasti kanalizacije brez ustrezne obdelave in razpršene kontaminacije kmetijstva, ki je najpomembnejša po vsem svetu.

Gnojila in pesticidi

Kemična gnojila so sestavljena iz spojin, posebej oblikovanih za zagotavljanje bistvenih hranil za rast rastlin. Glavna formula gnojila vključuje dušik (N), fosfor (P) in kalij (K).

Evtrofikacija. Vir: f. Lamiot (lastno delo) [cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/2.5)]

V kmetijskih sistemih je uporaba teh proizvodov neučinkovita, zato približno 60% opere z odtokom vode. Ta hranila se končajo v vodnih telesih, kot so reke ali končno jezera in oceani, ki jih prevažajo z odtokom vode.

Urbane odtoke

Gospodinjstva, pisarne in tovarne prispevajo veliko količino organskih snovi in ​​anorganskih snovi, ki spodbujajo evtrofikacijo. Domača kanalizacija nosi veliko veliko organske snovi, ki če ni rafinirana, doseže vodna telesa.

Mila in detergenti, ki se uporabljajo v osebni higieni, doma in drugih objektih, vključujejo tudi fosfate in nitrate.

Kisel dež

Industrije oddajajo pline, ki vsebujejo dušikove okside med drugimi spojinami. Ti plini, ko reagirajo z vodno paro, proizvajajo kisline, ki oborijo in dosežejo trupla vode.

Te spojine so dodatni viri nitratov, ki so ena glavnih hranilnih snovi, ki spodbujajo razmnoževanje rastlin.

Globalno segrevanje

Povišanje globalnih temperatur daje prednost evtrofikaciji, saj tople vode spodbujajo širjenje vodnih alg in rastlin. Po drugi strani se količina raztopljenega kisika v sorazmerju zmanjša s povečanjem temperature vode.

- Adjuvantni dejavniki

Drugi dejavniki prispevajo k razvoju evtrofikacije, vključno s pomanjkanjem mobilnosti vode, nizko globino, znižanim pretokom in visokimi temperaturami vode. Manj vode je v vodnem ali počasnejšem ekosistemu njena stopnja podaljšanja, hitreje je dosežena nasičenost s hranili.

Posledice

Eutrofizacija je resen problem, ki v glavnem vpliva. Po vsem svetu.

- Izginotje življenja v ekosistemu

Glavna posledica evtrofikacije je zmanjšanje biotske raznovrstnosti v ekosistemu in končno izginotje vodnega življenja. V zgodnjih fazah presežek hranil daje prednost širjenju invazivnih organizmov, ki v teh pogojih kažejo hitro rast in razmnoževanje.

Evtrofikacija v reki Potomac (ZDA). Vir: Alexandr Trubetskoy [CC BY-S (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Kolikor se te vrste prevladujejo, se premaknejo na preostale vrste ekosistema in zmanjšajo njihovo biološko raznolikost. Ker evtrofikacija napredovanje, pogoji na podvodnem nivoju postanejo neugodni za življenje in organizmi umrejo.

Na ta način izginjajo ribe, alge in rastline, pa tudi druge vodne organizme, saj nimajo kisika in svetlobe. Končni cilj, če je evtrofikacija skoraj popolna izginotja vodnega življenja.

Strupeni plini

Aktivnost anaerobnih bakterij proizvaja strupene pline, kot je vodikov sulfid, kar povzroča veliko smrtnost vodnih organizmov.

Vpliv na celotnem območju

Vpliv sega na kopenske ekosisteme, saj ti živi bitji, ki so odvisna od vodnega telesa, tudi propadajo ali selijo. To je posledica izgube vira hrane in poslabšanja kakovosti pitne vode.

Lahko vam služi: tropski moker gozd

- Zmanjšana proizvodnja hrane

Na evtrofiziranih območjih se proizvodnja hrane zmanjšuje z zmanjšanjem ribolova, ker so prvi organizmi, ki jih je treba prizadeti, ribe. Te so v primeru rek in morij prisiljeni zapustiti območje, medtem ko v jezerih na koncu izginejo.

- Izguba virov pitne vode

Pitna voda mora izpolnjevati kakovostne pogoje, vključno z raztopljeno raven kisika, pH in odsotnostjo organskih in anorganskih nečistoč. Ko pride do evtrofikacije, voda ekosistema zmanjšuje njegovo raztopljeno vsebnost kisika in nabira velike količine razpadanja organske snovi.

To pa je škodljivo za zdravje in povzroča slabe vonjave in sprememb barv, nezdružljivo z njegovo uporabo kot pitno vodo. PH vode se spreminja in postane bolj kisel zaradi prisotnosti organskih kislin.

Zdravstvena stanja

Na javno zdravje lahko vpliva poraba vode, ki ni mogoče popestriti iz evtrofičnih vodnih teles. Poleg tega širjenje nekaterih mikroalg zagotavlja toksine za vodo in organizme, ki jo uživajo.

Podobno povečanje anaerobnih bakterij ustvarja emisije strupenih plinov, kot sta vodikov sulfid in metan.

- Zmanjšana turistična aktivnost

Vodni ekosistemi so pomembni polovi turistične privlačnosti, ki ustvarjajo vire dela in lokalnega razvoja. Te koristi ogroža eutrofizacija, saj vpliva tako na biotsko raznovrstnost kot tudi krajinske vrednosti območja.

- Gospodarske izgube

Zaradi vsega zgoraj navedenega evtrofikacije prinaša velike gospodarske izgube v smislu zmanjšanja ribolova, turističnih dohodkov in uporabe vode.

Rešitve

Rešitve problema evtrofikacije morajo biti usmerjene z vidika preprečevanja pojava in iz njene sanacije.

- Preprečevanje

Izhodišče za preprečevanje evtrofizacije je zavedanje državljana o njegovem obstoju, vzrokih in posledicah. Na ta način lahko državljani izvedejo pritisk za sprejemanje potrebnih ukrepov.

Izogibajte se onesnaževanju vode

Vsebinska rešitev problema evtrofacije zaradi antropskih vzrokov je zmanjšanje onesnaževanja z vodo. Za to je treba izvesti pravilno obdelavo domačih in industrijskih odplak, preden se izpustijo v vodna telesa.

Prav tako je treba nadzorovati druge posredne vire onesnaževanja z vodo, kot so emisije plina, ki ustvarjajo kisli dež.

Nov kmetijski in živinoreji

Onesnaževanje vode, ki ga povzročajo kmetijske in živinoreje, je razpršeno. Na tak način, da je rešitev problema prispevka onesnaževal za te dejavnosti spremeniti sheme tehnološke proizvodnje.

Kmetijstvo je potrebno, ki uporablja manj zalog, zlasti gnojil in herbicidov, spojin, ki zagotavljajo nitrite in fosfate za vodo. Tako so kmetijski sistemi zaprtega kroženja hranil, kot je hidroponika, manj onesnaževal v smislu prispevkov k ekosistemu.

Potrebna je tudi pozornost na obvladovanje organskih odpadkov, zbiranja in obdelave odplak v sistemih za proizvodnjo živali.

- Sanacija

Ko proces eutrofizacije telesa voda obstaja več alternativ za odpravo problema.

Ekstrakcija rastlinske mase

Glede na širjenje plavajočih vodnih rastlin, kot je Lenna (Lennaceae), Bora (Eichhornia Crassipes) ali druge, je mogoče izvajati programe zbiranja. To je sestavljeno iz množičnega odstranjevanja rastlin s površine vodnega telesa z vlečenjem Maye.

Čiščenje vode

V hudih primerih kontaminacije lahko voda podvrže čistilni obdelavi, ki se recirkulirajo iz vodnega telesa v čistilne naprave.

Biološki nadzor

Obstajajo nekateri organizmi, ki uživajo vodne alge in rastline, ki se razmnožujejo pri evtrofikaciji. Uporabljeni so heterotrofni pastorski želodčni prosti.

Vam lahko postreže: razpršenost semen

Uporabljena je bila tudi gliva Piaropi Cercospora za nadzor Eichhornia Crassipes, plavajoči angiosperm, ki se razmnožuje v evtrofnih pogojih.

Kemični nadzor

Vzrok flokulacije in padavine mikroalg je alternativa, zlasti v primerih strupenih proliferacij alg. To dosežemo z dodajanjem izdelkov, kot so natrijev hipoklorit (NAOCL), gline (kaolinit) ali kombinacije, kot je polialumin klorid z bentonitom. Ti izdelki privabljajo in se držijo mikroalg, ki tvorijo floke ali mase, ki se nato oborijo v ozadje.

Primeri območij z evtrofikacijo

Evtrofikacija v Kaspijskem morju. Vir: Jeff Schmaltz, Modis Rapid Response Team, NASA/GSFC [javna domena]

- Morska mrtva območja ali območja

Okoljski program Združenih narodov kaže na obstoj več kot 700 mrtvih območij v svetovnih oceanih. Ta mrtva območja so posledica nizke koncentracije raztopljenega kisika zaradi evtrofizacije, njegova ocenjena površina pa je večja od 240.000 km².

Mrtvo območje Mehiškega zaliva

Eno najobsežnejših morskih mrtvih na svetu je tako imenovano mrtvo območje Mehiškega zaliva. To je več kot 20.700 km² morja, ki trpijo resne težave z evtrofikacijo, s širjenjem makro in plavajoče mikroalge.

Osrednji vzrok eutrofizacije tega območja so onesnažene vode reke Mississippi, ki imajo usta v zalivu. Mississippi prečka večji del severnoameriške kmetijske cone, saj je bazen za zbiranje vode z velikim številom kmetijskih onesnaževal.

- Črno morje

V tem notranjem morju, ki se nahaja med Evropo in Azijo, je bilo od sedemdesetih let prejšnjega stoletja navedeno povečanje širjenja alg. To je povzročilo zmanjšanje populacij plitvih vrst.

Po informacijah Evropske okoljske agencije se vsa poletja pojavljajo pojave hipoksije in anoksije, ki se izvajajo. Vse to zaradi evtrofikacije hranil, ki jih zagotavljajo kmetijske in industrijske dejavnosti v porečju tega morja.

Občutljivost evtrofikacije

Ker je notranje morje, katerega edina posredna oceanska povezava je kanal Bosfor, je obnova voda zelo počasna. To je skupaj z visokimi kontaminacijami bazenov, ki ga hranijo, še posebej dovzetno za evtrofikacijo.

Pravzaprav so se povprečne koncentracije nitratov in fosfatov od leta 1960 do 1992 povečale za 18 -krat. Največji prispevki onesnaževal prihajajo iz rek Donave, Dnieper in Dniéster.

- Jezero Valencia

To jezero, imenovano tudi jezero Tacariguas, se nahaja v severnem središču Venezuele s površino 344 km². Tvori endorheično kotlino, torej zaprto, 3.140 km². Številni njegovi pritoki se vozijo skozi mesta v središču države, kot sta Valencia in Maracay, z visokim prebivalstvom in industrijskimi območji.

Porečje jezera Valencia (Venezuela). Vir: FEV [javna domena]

Večina urbanih in industrijskih odpadnih voda se vlije v reke, pretvorjene v odtočne kanale brez ustreznega čiščenja. To je ustvarilo, da se že desetletja nabirajo ogromne količine onesnaževal, vključno z organskimi in anorganskimi hranilnimi snovmi.

Od leta 1974 so se koncentracije dušika podvojile in koncentracije izvodnega fosforja v jezeru. Nahaja se nad tem, kar je bilo sprejeto v 146% za dušik in 250% za fosfor. Vse to je povzročilo obsežen pojav evtrofacije, ki je danes zelo napreden.

Reference

1. Band-Schmidt, c.J., Bustillos-Guzman, j.J., López-Cortés, d.J., Núñez-Vázquez, npr. in Hernández-sandoval, f.In. (2011). Trenutno stanje preučevanja škodljivih alg, ki cvetijo v Mehiki. Hidrobiološki.
2. Kalow, str. (Ed.) (1998). Enciklopedija ekologije in upravljanja okolja.
3. Margalef, r. (1974). Ekologija. Omega izdaje.
4. Odum, e.Str. in Warrett, g.W. (2006). Osnove ekologije. Peta izdaja. Thomson.
5. Romero, J. (2017). Študija zgodovinskega vedenja organskih snovi in ​​hranil, ki jih prispevajo davčne reke jezera Los Tacariguas. Univerza v Carabobo, Fakulteta za inženirstvo, Direktorat za študije diplomantov, Master in Environmental Engineering.
6. Ruiz-Vanoye, J.Do. in Díaz-Parra, ali. (2015). Grozdi mrtvih območij v morju. Znanstvena revija.
7. Sar, e.Do., Ferrario, m.In. In Reguera, b. (Eds., 2002). Škodljive alge cvetje v južnoameriškem stožcu. Španski inštitut za oceanografijo. https: // unesdoc.Unesco.Org/ark:/48223/pf0000215417
8. Inštitut za svetovni viri, interaktivni zemljevid evtrofacije in hipoksije. (Oglejte si 7. februarja. 2020). Vzeto od: https: // www.Wri.Org/naš delo/projekt/evtrofication-and-hipoksija/interaktivna-map-evtrofication-hipoksija