Эвтрофикация водоемов: есть ли спасение? Эвтрофикация это.. Эвтрофикация вод

есть ли спасение? Эвтрофикация это..

Многим из нас приходилось наблюдать картину, когда некогда красивый пруд, ставок или озеро превращается в зеленую некрасивую муть. Что же происходит с этими водоемами и что им может помочь сохранить свою экосистему?

То, что губит водную среду

По-научному данное вредное явление называется эвтрофикация. Это слово буквально означает «обильное питание», то есть водоем наполняется азотом и фосфором, что, в свою очередь, провоцирует «цветение» воды и ухудшает ее качество. Такой избыток этих биогенных веществ также способствует чрезмерному появлению анаэробных микроорганизмов. Все это ведет к уменьшению кислорода в воде, из-за чего начинается массовая гибель рыбы. Также из-за разросшихся водорослей остальные растения водоемов не получают достаточного количества солнца, вследствие чего истощается флора.

Причины загрязнения

Нередко эвтрофикация - это всего лишь естественный процесс старения озера. На протяжении сотен лет на дно постоянно оседает ил, от чего чаша перестает быть глубоководной. Поэтому некогда чистый пруд превращается в застоявшиеся мутные воды, непригодные для обитания рыб. Также есть такое понятие, как комбинированная эвтрофикация. В этом случае ходу «запустения» способствуют многие факторы, такие как опавшие листья, поваленные деревья, сточные воды, мусор прохожих и туристов. Но это не единственные источники загрязнения водоемов. Многие воды страдают исключительно из-за деятельности людей. Эти застоявшиеся процессы природа «растягивала» на тысячи лет, но люди смогли их ускорить и испортить всего за несколько десятилетий. Виной тому являются обильные выбросы аммиака и оксидов азота.

Последствия

Причины эвтрофикации водоемов, о которых упоминалось, ведут к тому, что в водной среде начинают интенсивно появляться биогены. Они способствуют возникновению следующих процесов:

1. Живые организмы в воде начинают отмирать и падать на дно. Из-за ощутимого разложения на глубине практически исчезает кислород. Из-за этого остальная часть рыбы также гибнет, что запускает новую цепочку, она разлагается, кислород исчезает и усиливается эвтрофикация. Это, в свою очередь, запускает почти необратимый процесс.
2. Вода становится темной из-за появления огромного числа планктона. По этой причине свет не способен пробиться до дна, вследствие чего на глубине исчезают полезные растения водоемов. Без подводной флоры не может образовываться кислород.
3. В летний период из-за биогенов ситуация усложняется, поскольку холодные воды, протекающие на дне, и горячие сверху не могут смешаться, поэтому эвтрофикация водоемов усиливается.
4. С наступлением вечера большое количество планктона начинает поглощать остатки кислорода, к утру истощая водоем, рыба остается без воздуха. Это влечет ее гибель.
5. Если водоем служил источником воды для населения, со временем он может стать непригодным. Такое случается из-за того, что анаэробные процессы способствуют появлению в воде ядовитых элементов, таких как метан и сероводород.

Признаки загрязнения

Эвтрофикация водоемов определяется по внешним характеристикам. Жидкость источает характерный «тяжелый» аромат, а на ее поверхности появляется налет. Также можно заметить обильное появление тины, «островки» водорослей с ряской. Эта зелень окрашивает воду в соответствующий оттенок. На дне появляется густая, вязкая и неприятная масса из органических отложений. Если оставить этот процесс на самотек, пруд вскоре измельчает и станет болотом.

Морская среда и азот

К сожалению, некоторые моря также подвержены губительному воздействию. В основном в эти воды азот попадает из близлежащих земель, на которых он оседает. Поверхностные воды смывают с почвы этот элемент и уносят в море. В этих местностях обычно преобладает теплый климат, а это провоцирует скорейшее разложение органических продуктов.

Способность к восстановлению

Известно, что эвтрофикация - это не безвозвратный процесс. Он способен остановиться, и постепенно водоем восстанавливает свою изначальную экосистему. Это касается не только тех случаев, когда процесс запустения еще в самом начале. Даже при длительном «заражении» водоемы способны самостоятельно «излечиться». Но для этого есть важное условие. Экосистема возобновляется, если утечка азота устраняется или максимально снижается. Бывали случаи восстановления, когда водоем очень долго напитывался азотом. При удалении этого источника в почве все равно оставалось большое количество накопленного вещества. Но растительность служила словно непроницаемым ковром, который не давал пагубно влиять на водную экосистему. Озеро действительно восстанавливалось. К сожалению вблизи рек и водоемов начиналась вырубка лесов или разработка карьеров, и этот «защитный» слой, который защищал жидкость от азота, нарушался, и процесс эвтрофикации возобновлялся.

Как очистить водоемы?

Если пруд, ставок или озеро имеет небольшие размеры, в него можно установить специальный фильтр. Интересно то, что в прошлые годы люди высыпали на загрязненное дно древесный уголь, который является своеобразным фильтром. Такой метод отчасти был успешным. Также создан биологический способ. В этом случае в воду добавляются специальные микроорганизмы, которые «поедают» лишний азот и фосфор. Но для этого метода стоит провести лабораторный анализ воды, чтобы точно знать, какие бактерии окажутся полезными. Третий вариант - это воспользоваться химией, которая позволяет привести в норму кислотно-щелочной баланс. И последний, самый дорогостоящий способ - это установить прибор, который наполняет водное пространство ультрафиолетовыми лучами. Они способствуют тому, что вредные микроорганизмы теряют способность к делению и постепенно вымирают.

fb.ru

Эвтрофикация водоемов

1. Эвтрофикация водоемов

1. Эвтрофикацией называется процесс ухудшения качества воды из-за избыточного поступления в водоем так называемых «биогенных элементов», в первую очередь соединений азота и фосфора. Эвтрофикация — нормальный природный процесс, связанный с постоянным смывом в водоемы биогенных элементов с территории водосборного бассейна. Однако в последнее время на территориях с высокой плотностью населения или с интенсивно ведущимся сельским хозяйством интенсивность этого процесса увеличилась многократно из-за сброса в водоемы коммунально-бытовых стоков, стоков с животноводческих ферм и предприятий пищевой промышленности, а также из-за смыва избыточно внесенных удобрений с полей.

Механизм воздействия эвтрофикации на экосистемы водоемов следующий.

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

2. Сильно размножившиеся в верхних горизонтах воды растения (особенно водоросли) имеют намного большую суммарную поверхность тела и биомассу. В ночные часы фотосинтез в этих растениях не идет, тогда как процесс дыхания продолжается. В результате в предутренние часы теплых дней кислород в верхних горизонтах воды оказывается практически исчерпанным, и наблюдается гибель обитающих в этих горизонтах и требовательных к содержанию кислорода организмов (происходит так называемый «летний замор»).

3. Отмершие организмы рано или поздно опускаются на дно водоема, где происходит их разложение. Однако, как мы отметили в пункте 1, донная растительность из-за эвтрофикации погибает, и производство кислорода здесь практически отсутствует. Если же учесть, что общая продукция водоема при эвтрофикации увеличивается (см. пункт 2), между производством и потреблением кислорода в придонных горизонтах наблюдается дисбаланс, кислород здесь стремительно расходуется, и все это ведет к гибели требовательной к кислороду донной и придонной фауны. Аналогичное явление, наблюдающееся во второй половине зимы в замкнутых мелководных водоемах, называется «зимним замором».

4. В донном грунте, лишенном кислорода, идет анаэробный распад отмерших организмов с образованием таких сильных ядов, как фенолы и сероводород, и столь мощного «парникового газа» (по своему эффекту в этом плане превосходящего углекислый газ в 120 раз), как метан. В результате процесс эвтрофикации уничтожает большую часть видов флоры и фауны водоема, практически полностью разрушая или очень сильно трансформируя его экосистемы, и сильно ухудшает санитарно-гигиенические качества его воды, вплоть до ее полной непригодности для купания и питьевого водоснабжения.

2. Способы предотвращения недостатка пресной воды

2. Людям требуется все больше пресной воды, а предсказать ее доступность на планете становится все труднее.

Рост потребления пресной воды населением на планете определяется в 0,5-2% в год. В начале следующего столетия общий водозабор ожидается в объеме 12-24 тыс. км3. Потребление воды увеличивается в связи с ростом благосостояния, это видно на следующем примере. Потребление воды одним городским жителем южных районов России составляет: в доме без канализации 75, в доме с канализацией 120, с газовым водонагревателем 210 и со всеми удобствами 275 л/сут.

Для города в средней полосе России норма потребления воды согласно «Нормам хозяйственно-питьевого потребления для населенных пунктов» (СНиП-И.31-74) со ставляет: в домах без ванн 125-160, с ваннами и нагревателями 160-230 и при централизованном горячем водоснабжении 250-350 л/сут.

Потери пресной воды растут с ростом ее потребления на душу населения и связаны с использованием воды на хозяйственные нужды. Чаще всего это объясняется несовершенством технологии промышленного, сельскохозяйственного производства и коммунальных служб. Потери воды из водонесущих коммуникаций в городах России составляют 30-35%. В городах областного значения потери воды составляют примерно 10-15 млн. т. в год и удваиваются через каждые 5 лет. Большие потери пресной воды происходят при разработке месторождений полезных ископаемых, при строительном осушении городских территорий.

Способы снизить потери

Необходимо проводить разумную ценовую политику, способствующую лучшему сбережению воды в жилом и промышленном секторах. В прошлом цена пресной воды в США и других крупных экономических державах была слишком низкой, чтобы стимулировать водопотребителей экономить воду. Нередко люди эксплуатируют природный ресурс, мало заботясь о потерях, если он достается почти бесплатно.

установить более высокие цены на воду повсеместно и стимулировать такие меры, как систематическое повторное использование бытовых нефекальных стоков (так называемой «серой воды») для непитьевых целей.

Повышение цен улучшит также состояние систем доставки воды и снизит ее потери. Одно из важнейших следствий слишком низких цен на воду состоит в том, что выделяются недостаточные средства на развитие и поддержание систем водоснабжения. Соответствующие службы обычно не стремятся своевременно выявлять утечки, а приступают к ремонту лишь после того, как трубы окончательно прорвет.

СОХРАНИТЬ ВОДУ ДЛЯ ОРОШЕНИЯ Орошение в сельском хозяйстве съедает огромные количества воды; десятипроцентное снижение ее расхода на орошение сохранит больше воды, чем используется всеми остальными потребителями. Этого можно добиться, если ликвидировать утечки в системе ее доставки на поля, хранить влагу под землей для снижения потерь от испарения, применять дождевальные системы полива и перейти на выращивание сортов растений, способных обходиться меньшим количеством влаги.

Необходимо использовать и другую важную стратегию, которая обращена на крупнейших потребителей. Мишень этой стратегии — орошение сельскохозяйственных угодий: если сравнивать сельское хозяйство с любым другим видом потребления воды в отдельности, то здесь можно сберечь пресной воды намного больше. Как показывают исследования Международного института управления водными ресурсами, для того чтобы обеспечить население Земли пищей в 2050 г. без каких-либо технологических нововведений в орошаемом сельскохозяйственном производстве, фермерам потребуется значительное повышение количества потребляемой воды (увеличение с текущих 2700 до 4000 куб. км).

С другой стороны, даже весьма скромный десятипроцентный рост эффективности орошения высвободит больше воды, чем тратится на испарение во всех остальных видах человеческой деятельности. Поэтому необходимо ликвидировать утечки в системе транспортировки воды и реализовать методы ее сохранения, а также более эффективные способы ее доставки непосредственно к растениям.

БРАТЬ БОЛЬШЕ ДЕНЕГ ЗА ВОДУ Пресная вода в США и других экономических державах традиционно имела столь низкую цену, что у пользователей не было достаточных стимулов сберечь ее. Повышение цен будет способствовать экономии воды, а также повлечет вкладывание средств в инфраструктуру водоснабжения, что позволит снизить потери.

Еще один подход к сбережению воды состоит в том, чтобы между сезонами вегетации сохранять влагу, предназначенную для орошения, в подземных хранилищах. В большинстве регионов мира накопление дождевой и снеговой воды и ее сток в реки достигает максимума между сезонами вегетации, когда потребность в воде для орошения минимальна. Основная задача — сохранить воду и использовать ее в тот сезон, когда потребность в ней для орошения полей особенно велика.

Самый простой способ — удержать воду с помощью плотин, однако с открытой поверхности водохранилищ происходит испарение значительного ее количества. Потери на испарение можно снизить, если хранить влагу под землей. Можно использовать большие подземные резервуары, которые легко наполнять из поверхностных источников воды, а затем выкачивать из них воду для орошения по мере необходимости.

Более широкое использование дождевальных систем полива, которые минимизируют расход воды, позволяя ей медленно поступать либо из почвенного слоя, либо прямо из прикорневой зоны растений, — эффективная мера сокращения использования воды для ирригации. Инвестирование в новые сорта растений, способные переносить недостаток воды, засухи и полив засоленной водой, также позволяет дополнительно снизить расход воды на орошение.

СОХРАНЕНИЕ ВОДЫ: КАПЛЯ ЗА КАПЛЕЙ Малое действие — если совершать его постоянно в течение продолжительного времени, и если к нему подключится значительное количество людей — позволит, хотя бы частично решить глобальную проблему. Вот несколько простых способов сберегать воду

• Устроить у себя компостную кучу и отказаться от измельчителя пищевых отходов
• Использовать только высокоэффективные стиральные и посудомоечные машины (помеченные знаком Energy Star) и всегда загружать их полностью
• Установить в туалете бачок с двойной кнопкой слива (позволяющий тратить меньше воды для смыва), или же биотуалет, и систему для очистки и вторичного использования стоков
• Установить в душе лейку с небольшим потоком воды и используйте воду из ванны для полива цветов.

· Поливайть газон ранним утром или ночью, чтобы избежать потерь на испарение

Международное сообщество сможет снизить вероятность наступления глобального водного кризиса, если приложит совместные усилия. Необходимо просто ускорить введение существующих методов сохранения и приумножения источников воды. Решить проблему ее нехватки будет нелегко, но мы добьемся успеха, если начнем прямо сейчас и будем последовательны. В противном случае, большей части мира предстоит испытать жажду.

mirznanii.com

Эвтрофикация - это... Что такое Эвтрофикация?

Эвтрофикация в лесу у цитадели г. Лилль, Франция

Эвтрофикация (др.-греч. εὐτροφία — хорошее питание) — процесс ухудшения качества воды из-за избыточного поступления в водоем так называемых «биогенных элементов», в первую очередь соединений азота и фосфора. Эвтрофикация может быть результатом как естественного старения водоёма, так и антропогенных воздействий. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации — фосфор и азот.

Для эвтрофных водоёмов характерны богатая литоральная и сублиторальная растительность, обильный планктон. Искусственно несбалансированная эвтрофикация может приводить к бурному развитию водорослей («цветению» вод), дефициту кислорода, замору рыб и животных. Этот процесс можно объяснить малым проникновением солнечных лучей вглубь водоёма (за счёт фитопланктона на поверхности водоёма) и, как следствие, отсутствием фотосинтеза у надонных растений, а значит и кислорода.

Механизм воздействия эвтрофикации на экосистемы водоемов следующий.

1.

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

2. Сильно размножившиеся в верхних горизонтах воды растения (особенно водоросли) имеют намного большую суммарную поверхность тела и биомассу. В ночные часы фотосинтез в этих растениях не идет, тогда как процесс дыхания продолжается. В результате в предутренние часы теплых дней кислород в верхних горизонтах воды оказывается практически исчерпанным, и наблюдается гибель обитающих в этих горизонтах и требовательных к содержанию кислорода организмов (происходит так называемый «летний замор»).

3. Отмершие организмы рано или поздно опускаются на дно водоема, где происходит их разложение. Однако, как мы отметили в пункте 1, донная растительность из-за эвтрофикации погибает, и производство кислорода здесь практически отсутствует. Если же учесть, что общая продукция водоема при эвтрофикации увеличивается (см. пункт 2), между производством и потреблением кислорода в придонных горизонтах наблюдается дисбаланс, кислород здесь стремительно расходуется, и все это ведет к гибели требовательной к кислороду донной и придонной фауны. Аналогичное явление, наблюдающееся во второй половине зимы в замкнутых мелководных водоемах, называется «зимним замором».

4. В донном грунте, лишенном кислорода, идет анаэробный распад отмерших организмов с образованием таких сильных ядов, как фенолы и сероводород, и столь мощного «парникового газа» (по своему эффекту в этом плане превосходящего углекислый газ в 120 раз), как метан. В результате процесс эвтрофикации уничтожает большую часть видов флоры и фауны водоема, практически полностью разрушая или очень сильно трансформируя его экосистемы, и сильно ухудшает санитарно-гигиенические качества его воды, вплоть до ее полной непригодности для купания и питьевого водоснабжения.

Антропогенная эвтрофикация

Основные антропогенные источники фосфора и азота: необработанные сточные воды (в особенности из животноводческих комплексов) и смыв удобрений с полей. Во многих странах запрещено использование ортофосфата натрия в стиральных порошках для уменьшения эвтрофикации водоёмов.

См. также

dic.academic.ru

это что такое? Причины, признаки и последствия процесса :: SYL.ru

Эвтрофикация – это насыщение водоема биологически активными элементами, не свойственными его экосистеме. К сожалению, наступили времена, когда экологам приходится бить тревогу и призывать к очистке воды ради сохранения всех живущих в этом мире видов.

Люди и планета

Человек – единственное живое существо на Земле, которое не смогло наладить с ней гармоничные отношения. Если внимательно изучить возникновение и развитие каждого вида, то можно проследить, как они либо адаптировались к условиям планеты, либо исчезали с ее лица, и только человек решил, что сущее создано исключительно для него, и эксплуатировал его в своих целях. Как люди распорядились с осознанием своего превосходства над другими живыми существами, видит сегодняшнее поколение. Цветущие водоемы, мертвые моря, наступающие пустыни – это лишь малая толика того, что натворило человечество за время своего существования.

Самый большой урон природе был нанесен в XX веке, и вызван он развитием таких отраслей, как:

• Химическая промышленность, которая заняла ведущее место в пищевой, текстильной, машиностроительной, фармацевтической, сельскохозяйственной и многих других индустриях.
• Мелиорация, при которой неправильное распределение водных ресурсов, строительство дамб и других сооружений привело к нарушениям привычной экосистемы водоемов. Зачастую итогом этого становится последующая эвтрофикация (это обогащение или отравление воды не свойственными для ее состава элементами). Так было с Аральским морем, когда в 60-е годы прошлого столетия из-за крайне высокого водозабора из Амударьи и Сырдарьи, питающих его, оно обмелело на 13 метров. Как сегодня выглядит Аральское море, знают все экологи мира.
• Электрификация страны, проводимая в 30-е годы XX века, так же стала причиной последующей эвтрофикации водоемов, так как привела к строительству искусственных водохранилищ. Отрезанные дамбой от основного речного потока, они перекрывали движение воды и естественные места нереста рыб, что нарушало экосистему рек, и последующее зарыбление мало что смогло изменить.

Человек так и не стал «дружить» с планетой, так как только незначительная часть людей осознает масштабы мировой катастрофы и входит в партии и организации, занимающиеся защитой окружающей среды.

Водное пространство планеты

В понятие гидросферы входят воды как Мирового океана, так и водоемов, расположенных на суше. Среди последних не только болота, озера и реки, но и ледники гор, Антарктиды, Гренландии и грунтовые воды.

Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах (94%) в жидком или твердом состоянии. Остальные 6% приходятся на водоемы суши. О том, что вся гидросфера планеты является единым целым, которое нельзя нарушать, говорит общность ее вод:

• Через атмосферные пары и круговорот воды в природе они могут сообщаться друг с другом.
• Поверхность Мирового океана практически одинаковая по своему уровню.
• Состав воды морей и океанов на Земле практически идентичен и на 35% состоит из солей, придающих ему горьковато-соленый привкус.

Так как все на планете в той или иной степени содержит в своем составе жидкость, то ее значение в экосистеме самое важное: нет воды – нет жизни. Об этом свидетельствуют пустыни, некоторые из которых ранее были дном океана.

Было бы странно надеяться, что «поворот рек вспять», который пытались осуществить в СССР ради индустриализации страны, или выбросы химических отходов в других странах не повлекут за собой последствия, проявившиеся в виде природных катаклизмов в разных регионах мира. Причины эвтрофикации Мирового океана сегодня – это как раз результат того, что натворило человечество в XX веке.

Важно: подобные игры «в богов», когда люди ради своей прибыли нарушают экосистему планеты, касаются не только ее гидросферы. Вырубка лесов на Амазонке привела к образованию озоновых дыр в атмосфере и изменению климата на всей Земле.

К сожалению, человечество так и не поняло, что вся экологическая система планеты – это единый организм, состоящий из миллионов элементов, каждый из которых важен для общего выживания. Попытки приостановить эвтрофикацию водоемов сегодня – это жалкие потуги вернуть их в первоначальное состояние наподобие того, что было создано самой природой.

Абиотические составляющие воды

Она является не только средой обитания для миллионов живых организмов, но и аккумулятором солнечной энергии, благодаря своим свойствам:

• Ее плотность в 800 раз превышает показатели воздуха, а вязкость – в 55 раз.
• У воды высочайший уровень теплоемкости, что оказывает влияние на формирование климата на Земле.
• Водные массы за счет своего передвижения в пространстве (круговорот в природе) поддерживают свойственный им химический и физический состав.
• К абиотическим факторам также относятся температурные изменения (уровень прогревания) в зависимости от глубины водоемов.
• От степени насыщения воды кислородом зависит выживаемость дышащих организмов в ней.
• Кислотность - также важный показатель, так как обитатели водоемов, привыкшие и выживающие в одном ее уровне, погибают, если его показатель меняется в ту или иную сторону.
• Прозрачность водной поверхности определяет глубину ее светового режима.

Важно: последний фактор оказывает влияние на развитие, фотосинтез и распространение зеленых микроорганизмов, фитопланктона, органических полезных веществ и уровня их накоплений.

Процесс эвтрофикации водоемов запускается в том случае, если какой-то или сразу несколько абиотических факторов нарушены. Допустим, причина гибели живых организмов в нем связана с замутнением воды, вызванным увеличением в ней количества минеральных и органических веществ, доставляемых в нее промышленными стоками. Чтобы изменить это, следует ликвидировать причину, вызвавшую замутнение (перекрыть сток), после чего проводится очистка воды с последующим ее насыщением веществами и организмами, свойственными ее экосистеме.

Эвтрофикация – это верная смерть всей живности не только в воде, но и в окружающей местности. Так как береговые животные и растения напрямую зависят от чистоты окружающего водного пространства, которое является не только их домом, но и зоной питания и размножения, то с его уничтожением исчезает ареал их обитания.

Взаимная деятельность живых организмов в воде

За миллионы лет жизни на этой планете между ее обитателями возникли тесные взаимосвязи, нарушив которые можно уничтожить не просто какой-то один вид животных, а целую экосистему. Подобные колебания в ту или иную сторону всегда вызывают ответную реакцию у природы. Взять, к примеру, остров Святой Елены, леса которого были почти полностью уничтожены завезенными сюда в начале XVI века козами. Вместе с ними вымерли животные и птицы – эндемики этого места. Эту же картину можно наблюдать на некоторых островах Океании.

Увидеть такие явные изменения в воде не всегда удается вовремя, ведь причины ускоренной эвтрофикации водоемов не всегда очевидны. Например, смыв при половодье верхних слоев почвы, удобренной органикой, не кажется опасным до тех пор, пока озеро или река не зацветут, а рыба не всплывет брюхом кверху.

Потребность в очистке появляется при нарушении биотических факторов, свойственных данной местности. Под этими явлениями подразумеваются взаимоотношения живых организмов, обитающих в водоеме, которые делятся на косвенные и прямые. К первым относятся факторы, от которых их жизнедеятельность не зависит напрямую. Например, водоросли не являются пищей для каких-то организмов, но их наличие в водоеме влияет на насыщение воды кислородом, который им необходим.

Прямая зависимость – это когда связь между ними настолько тесная, что достаточно одному звену пищевой цепочки исчезнуть, чтобы уничтожению подверглись сразу несколько связанных с ним видов. Например, разлив нефти в океане вызывает гибель планктона, исчезновение которого приводит к голодной смерти множества организмов, пищей которых он является.

Подобные природные катастрофы и становятся причиной эвтрофикации данного участка воды. Чтобы восстановить былой баланс, требуется создание благоприятной среды для роста и размножения планктона на месте его гибели – это крайне долгий и дорогой процесс, которого можно было бы избежать, используй люди в качестве топлива силу ветра, солнца или приливов, а не природные ископаемые.

Структура Мирового океана

Как земная суша, так и водоемы делятся на природные зоны, каждой из которых свойственна отдельная экосистема. Известно, что обитатели морей, рек и озер живут на разной глубине, образуя «сообщества», в которые входят как простейшие микроорганизмы, так и растения, рыбы и животные.

Каждому ярусу свойственен свой температурный режим, уровень насыщения воды кислородом и светом, и его жители не покидают своей территории, являясь неотъемлемой частью присущей ему среды. Так обитатели глубин не выживают, поднимаясь к поверхности воды, то же происходит с теми, кто покидает свою зону и опускается на дно.

В том случае, если происходит нарушение какой-либо составляющей подобного яруса, повреждения получают все его обитатели. Например, даже незначительное повышение температуры океанской воды на длительное время приводит к обесцвечиванию и гибели коралловых рифов, вместе с которыми умирают их жители. Освободившееся пространство занимают водоросли, что приводит к полной замене существующей экосистемы, которая, как правило, восстановлению не подлежит. Это касается не только кораллов, но и обитателей пресных водоемов, которые вымирают из-за бурного цветения водорослей.

Ученые считают, что эвтрофикация – это самый быстрый способ нарушения экосистемы, но далеко не единственный. Существует несколько видов загрязнения воды, после некоторых из которых она не подлежит последующему восстановлению, ведь мало «накормить» водоемы необходимыми микроорганизмами и биоактивными элементами. Требуются усилия по восстановлению условий их обитания с учетом всех биотических и абиотических факторов, что сделать крайне трудно.

Виды биологических загрязнений

Если для естественной очистки атмосферы требуется 8-10 дней, то для Мирового океана потребуется 2500 лет, загрязненные грунтовые воды смогут стать чище через 1400 лет, для озера этот срок составляет не менее 17-20 лет, а для рек – до 20 дней. Вот почему так важно не допускать эвтрофикации воды.

Если на планете сократится объем Мирового океана, то человека ждет такое же постепенное вымирание, как и морских обитателей. Климат Земли изменится навсегда, что приведет к наступлению пустыни, и, как показывают своим читателям авторы в жанре апокалипсиса, вода будет стоить дороже человеческой жизни.

Причин эвтрофикации водоемов несколько:

• биологическое загрязнение;
• химическое изменение состава воды;
• физическое загрязнение.

Большинство биогенных веществ попадают в водоемы через промышленные стоки и городские канализации, а в грунтовые воды - с дождем и элементами разложения в местах свалок продуктовых отходов. Особенный урон наносится фермерскими хозяйствами. Например, один только животноводческий комплекс по откорму скота с поголовьем до 10 000 единиц дает в год такое же количество биогенных отходов, как город со стотысячным населением.

Не меньший вред наносят смываемые дождями с полей органические и минеральные удобрения. Все это приводит к ускоренному обогащению воды биоактивными элементами, и первые признаки эвтрофикации проявляются в виде роста сине-зеленых водорослей и их быстрого размножения. Спустя время весь водоем заполняется их цветением, что вызывает сжигание кислорода и полное уничтожение всего живого в нем.

Подобная антропогенная эвтрофикация вызвана не заражением ядовитыми отходами, а увеличением на первый взгляд безопасных биогенных веществ в составе воды, что приводит местность к состоянию экологической катастрофы со всеми вытекающими последствиями: уничтожением флоры и фауны, увеличением таких заболеваний среди людей, как холера, гепатит и кишечные инфекции.

Виды химических загрязнений

Наибольшую опасность вызывает заражение воды свинцом, ртутью или солями других тяжелых металлов, что приводит к эвтрофикации озер и рек, на берегах которых стоят промышленные предприятия. Нефть и производные из нее наносят не меньший вред. Загрязнение морей и океанов ими за год исчисляется 10 миллионами тонн, и на сегодняшний день общая площадь покрытия составляет 1/5 водной поверхности Земли.

Важно: 10 м2 нефтяной пленки на поверхности воды вызывает смерть не только живущих в зоне поражения организмов, но и животных, и птиц, обитающих в ее пределах.

Еще один источник, вызывающий эвтрофикацию, - это нитраты и фосфаты, 1 мг/л которых уничтожает планктон, а 5 мг/л приводит к замору рыбы.

Так как поражение водоемов химическими веществами вызывает угнетение всех естественных биологических процессов в них, то подобные ситуации также называются экологическими катастрофами, приводящими к гибели окружающей среды.

Виды физических загрязнений воды

Еще один способ воздействия на воду – это физическое изменение ее свойств. Особенно сильно влияет на ее состав охота в пределах водоемов. Ученые подсчитали, что миллион охотников, сделавших всего по одному выстрелу, выпускают в воду более 30 тонн свинца, последствием чего становится ее эвтрофикация.

Не меньший вред наносит нагревание поверхности водоемов сбрасываемой в них отработанной ТЭЦ теплой воды. При этом насыщение ее кислородом постепенно спадает, а взамен увеличивается количество болезнетворных микроорганизмов, что приводит к полному уничтожению жизни в зоне заражения.

Последствия эвтрофикации водоемов при этом самые плачевные. Как правило, их восстановление требует немало усилий и финансовых вложений, так как в него входит не только очистка воды и воспроизведение в ней былой экосистемы, но и приведение в порядок всей прилегающей к ней территории. Только в высокоразвитых странах для этого предусмотрены специальные юридические нормы и деньги в бюджете.

Что делать?

На сегодняшний день существует множество способов, как убить все живое в Мировом океане, но есть всего две возможности, как все исправить:

1. Уничтожение плантаций водорослей, что в свою очередь, понизит показатель растворенного кислорода в воде.
2. Устранение причин, вызывающих эвтрофикацию.

Для осуществления этих мер требуется принятие соответствующих законов, разработка долгосрочных программ и финансовые вложения. Если не сделать этого сегодня, то последующие поколения людей будут жить в мире, описанном многими писателями-фантастами.

Трагедия мирового масштаба

Осознание величины экологической катастрофы и ее последствий – вот первостепенная задача правительств всех стран на планете. Вернуть природе ее первозданность намного сложнее, чем уничтожить, поэтому люди, являющиеся неотъемлемой частью единой экосистемы Земли, должны принять всю ответственность за происходящее в мире на себя, лишь после этого возможны перемены к лучшему.

www.syl.ru

Эвтрофикация

Результатом является помутнение воды, гибель бентосных растений, снижение концентрации растворенного кислорода, недостаток его для глубоководных рыб и моллюсков. Эвтрофикация может происходить даже в медленно текущих пресных водах. Чем больше органических веществ поступает в озеро, тем больше требуется кислорода1 для перевода их в неорганические соединения.[ ...]

Эвтрофикация — составная часть естественного процесса, называемого сукцессией. За несколько тысяч лет озеро может измениться естественным путем и превратиться из оли-готрофного в эвтрофное, или, иначе говоря, «состариться». Однако антропогенная деятельность приводит к аналогичным последствиям всего за несколько десятилетий. Поэтому принято говорить об антропогенной эвтрофикации, противопоставляя ее естественной. Эвтрофикация — хороший пример того, что не все негативные проблемы современности связаны с промышленным выбросом «ядовитых» соединений, ибо в рассматриваемом случае часто причиной является поступление в природную экосистему таких «безвредных» веществ, как частицы почвы и питательные вещества. На данном примере отчетливо видно, что изменение любого экологического фактора может нарушить равновесие в экосистеме.[ ...]

Эвтрофикация водоема в значительной степени определяется привносом извне биогенных элементов. В природных условиях биогены сносятся с площади водосбора. Такая эвтрофикация имеет черты первичной прогрессивной сукцессии.[ ...]

Эвтрофикация (эвтрофирование) вод — повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления биогенных элементов (азота, фосфора, калия и др.) под воздействием естественных и антропогенных факторов. Негативным последствием эвтрофикации является ухудшение физико-химических условий среды обитания рыб и других гид-робионтов за счет массового развития фитопланктона, снижения содержания кислорода в воде, разложения отмерших организмов и токсичности продуктов их распада (рис. 28).[ ...]

Термин «эвтрофикация» происходит от греческого слова «эвтрофос», что значит «тучность», «жирность». Эвтрофическая вода богата питательными веществами, обеспечивающими бурное развитие водорослей. Разрушение микроорганизмами этих водорослей приводит к недостатку кислорода в природных водах, следствием чего являются гибель рыбы, ухудшение рекреационной ценности водоема, неприятный привкус питьевой воды.[ ...]

Проблема эвтрофикации водоемов стала повсеместной. Это связано в значительной степени с выносом в водоем большого количества! биогенных веществ за счет поступлений этих веществ с коммунальными стоками и смыва в поверхностные воды большого количества удобрений, вносимых на сельскохозяйственные доля.[ ...]

В ряде случаев эвтрофикация наносит водопользованию большой ущерб, в частности экономический (например, в некоторых средиземноморских странах, где море служит объектом, привлекающим большое количество туристов). Интенсивное загрязнение прибрежной полосы моря сточными водами в сочетании с высокой температурой воды является причиной бурного развития водорослей и порчи водоема, непригодности его для рекреационного использования.[ ...]

Таким образом, эвтрофикацию водоемов можно предупредить удалением из воды хотя бы одного питательного вещества. Практически это сводится к удалению из сточных вод соединений фосфора, так как углерод в виде бикарбонатов, а азот в результате ассимиляции из воздуха некоторыми видами водной растительности почти всегда присутствуют в природных водах. К тому же из-за высокой растворимости большинства минеральных азотсодержащих солей изыскание эффективных и экономичных методов их удаления вызывает большие затруднения. Тем не менее, в последнее время выявилась необходимость строгого нормирования содержания аммонийных солей и нитратов в воде водоемов. Действующими в нашей стране «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (1975) по токсикологическому признаку в воде водоемов рыбохозяйственного значения лимитируется содержание аммонийных соединений, а в воде водоемов хозяйственнопитьевого и культурно-бытового пользования — содержание нитратов. Предельно допустимая концентрация аммонийных соединений принята 0,5 мг/л, а для нитратов (в пересчете на азот) — 10 мг/л.[ ...]

Иногда вместо термина “эвтрофикация” используется другой - “цветение воды”. В прижизненных выделениях водорослей обнаруживаются органические кислоты, аминокислоты, пептиды, полисахариды, эфирные масла, карбонильные соединения, эндотоксины и другие биологически активные вещества. При гибели и распаде водорослей выделяются фенолы, маркаптаны, алифатические кислоты, присутствие которых делает воду не пригодной для питьевых целей, а также для существования гидробионтов.[ ...]

Превращение озер в эвтрофные — эвтрофикация — является естественным процессом. Но в последние десятилетия этот процесс значительно ускорился и привел к гибели некоторых водоемов. Это явление получило название антропогенной эвтрофикации (от греческого антропос — "человек"), т.е. связано с человеком, его хозяйственной деятельностью. Установлено, что оно вызывается привнесением загрязняющих веществ, прежде всего — растворимых соединений азота и фосфора, которые поступают с полей, где используются органические и неорганические удобрения, а также со сточными водами предприятий, канализационными стоками. Чем меньше водоем, тем сложнее ему справляться с антропогенной нагрузкой.[ ...]

Последствия такой антропогенной эвтрофикации могут исключить возможность использования озера в целях туризма и рыболовства; более того, стоимость обработки воды значительно возрастает вследствие необходимости дополнительного оборудования и реагентов для удаления из нее как самих организмов, так и их метаболитов (см. п. 24.4).[ ...]

При загрязнении водоемов наблюдается явление эвтрофикации (от греч. еШго рИ/а — хорошее питание) — чрезмерное увеличение содержания биогенных элементов в водоемах, сопровождающееся повышением их продуктивности. Может быть результатом естественного старения водоема, поступления удобрений или загрязнения сточными (в т. ч. с полей) водами. Для эвтрофных водоемов характерно наличие богатой растительности, обильного планктона. Эвтрофикация может приводить к бурному развитию водорослей («цветению» вод), дефициту кислорода и гибели (замору) рыб и других животных.[ ...]

С момента заполнения ложа водохранилища началась эвтрофикация водоема за счет поступления большего количества биогенных элементов из почвы и растительности, что привело к повышению его трофического статуса. В свою очередь, увеличение трофности обусловило сукцессию фауны рыб, известную для северных водоемов последовательной сменой лососевого комплекса сиговым, сигового - щучье-окуневым с последующим переходом к карповому. Этот процесс был многократно ускорен рыболовством (биологическая форма воздействия), определившим промысловую сукцессию рыб и превратившим Вилюйское водохранилище в оку-нево-плотвичный водоем.[ ...]

Наличие бытовых стоков, богатых органикой, привело к повышению эвтрофикации водоемов, неблагоприятно сказалось на их продуктивности. Произошло также резкое усиление развития фитопланктона («цветение воды»), многих других гидробионтов, прибрежных зарослей высшей растительности. Одновременно возник дефицит кислорода, возросли глубинные зоны с анаэробным обменом, накоплением сероводорода, аммиака и т.д. Это вызвало гибель ценных видов рыб и ухудшение питьевых качеств воды, многие водоемы потеряли хозяйственное значение.[ ...]

С этой точки зрения интересно, что ’’эффект обогащения” биогенное загрязнение, эвтрофикация приводит к появлению сложных динамических режимов (колебаний) не только в замкнутых экосистемах, но и в открытых или частично замкнутых. Обеднение же, уменьшение трофности, описываемое уменьшением С или £?, влечет за собой и обеднение динамики. Поскольку аналогичный эффект имеет место и при увеличении т2 — коэффициента смертности второго вида, то можно сформулировать вполне правдоподобную гипотезу, что вообще ухудшение условий, в которых живет экосистема, приводит к обеднению динамики (колебания исчезают, возникает устойчивое равновесие с ограниченной областью притяжения, затем укорачивается и сама цепь).[ ...]

Классическим примером природной сукцессии является «старение» озерных экосистем — эвтрофикация. Она выражается в зарастании озер растениями от берегов к центру. Здесь наблюдается ряд стадий зарастания — от начальных — дальние от берега свободноплавающие и придонные погруженные растения, до достигнутых — средневысокие надводные растения и черная ольха у берега. В итоге озеро превращается в торфяное болото, в экосистему климаксного типа. Эвтрофикация водоема в значительной мере определяется привносом извне биогенных элементов.[ ...]

Так, одним из наиболее распространенных антропогенных воздействий на экосистемы озер и водохранилищ является процесс эвтрофикации, при котором ускоряется их старение. К этому процессу ведет увеличение биогенных и органических веществ (в первую очередь веществ, содержащих азот), попадающих в водоемы путем смыва с затопленных почв, сельскохозяйственных полей удобрений и с коммунальными стоками. По мере увеличения «цветения» воды (увеличения количества сине-зеленых водорослей) в воде уменьшается содержание кислорода; это приводит к сокращению численности некоторых популяций, наиболее чувствительных к отсутствию нужного количества кцслорода, и появлению токсинов. Таким образом, наблюдения за показателями, характеризующими эвтрофикацию водоемов, — важный элемент экологического мониторинга (см. [25] ).[ ...]

Природная Э.э. протекает в масштабе тысячелетий, в настоящее время она подавлена антропогенной Э.э., связанной с деятельностью человека. ЭВТРОФИКАЦИЯ (Э.) - изменение состояния водной экосистемы в результате повышения концентрации в воде питательных элементов, как правило, фосфатов и нитратов. При Э.в. в планктоне в очень больших количества развиваются цианобактерии и водоросли, резко снижается прозрачность воды, при разложении отмершего фитопланктона расходуется кислород в придонной зоне. Это резко обедняет видовой состав экосистемы, гибнут почти все виды рыб, исчезают виды растений, приспособленные к жизни в условиях чистой воды (саль-виния, гречишка земноводная), и массово разрастаются ряска и роголистник. Э. является бичом многих озер и водохранилищ, расположенных в густонаселенных районах.[ ...]

Такие компоненты экологического воздействия эрозионных процессов, как потеря органического вещества почвы, формирование намытых почв, эвтрофикация водоемов вследствие выноса значительного количества питательных веществ из поверхностного слоя почвы и кислых атмосферных осадков взаимно связаны между собой, равноценны и протекают одновременно.[ ...]

Дополнительные органические вещества, поступающие, например, в открытые поверхностные водоемы в ходе процессов техногенеза, вызывают их эвтрофикацию, т.е. обогащение биогенными компонентами (рис. 1.5.4). В результате происходит зарастание водоемов водорослями, на разложение которых после их отмирания расходуется большое количество кислорода. Формирующийся сапропель приводит к обмелению водоема, его постепенному превращению в болото с активным выделением биогаза. Эвтрофикации способствует снос в водоемы нитратов, вымываемых из удобрений, или фосфатов - из моющих средств (детергентов).[ ...]

Биогенные вещества способствуют интенсивному развитию фитопланктона («цветению» воды), стимулируют рост нежелательных водных организмов, вызывают прогрессирующую эвтрофикацию (содержание в воде питательных веществ и первичной продукции) водных объектов, приводят к нарушению процессов самоочищения.[ ...]

Избыточно вносимые минеральные удобрения в гумидных ландшафтах выщелачиваются до почвенно-грунтовых вод, поверхностным стоком сносятся в реки и озера.[ ...]

Экологически опасными могут быть биологические процессы, связанные с жизнедеятельностью водорослей, планктона, бактерий и других микроорганизмов. Кроме явлений типа «аосио» и эвтрофикации водных систем к таким процессам относится метилирование тяжелых металлов в анаэробных условиях. Исследования, проведенные в США, показали, что метилртуть природного (!?) генезиса присутствует во многих озерах и реках Северной Америки.[ ...]

Понижение качества воды в результате антропогенной перегрузки водоема биогенными веществами, вызывающей чрезмерное развитие фитопланктона, принято называть явлением антропогенной эвтрофикации водоема. Это одно из печальных проявлений загрязнения окружающей среды человеком. О масштабах этого процесса можно судить по тому, что загрязнение интенсивно развивается в таких огромных пресных водоемах, как озеро Эри, и даже в некоторых морях.[ ...]

Зарастание, Развитие водной растительности происходит особенно интенсивно на участках с низкими скоростями, т.е. главным образом в озерах и водохранилищах. Зарастание дна, развитие планктона и эвтрофикация приводят к снижению качества воды в канале. Одновременно уменьшается его пропускная способность.[ ...]

Часто в сточных водах химических прозводств одновременно присутствуют соединения азота и фосфора. Являясь биогенными элементами, в случае превышения предельно допустимых концентраций, они могут вызвать эвтрофикацию (бурное развитие водорослей) водоемов или биологическое обрастание в системах оборотного водоснабжения.[ ...]

Почва, благодаря своей огромной активной поверхности, в состоянии поглощать многие вредные соединения на пути их миграции в водные системы, а также снижать избыточное поступление химических элементов, которое может привести к эвтрофикации водоемов. Однако с возросшими антропогенными нагрузками на агроландшафт склонов почва во многих случаях не справляется со своими “задачами”.[ ...]

Специфическая форма последствий загрязнения - перерасход кислорода в воде в результате его потребления на окисление примесей, дыхание интенсивно размножающихся организмов (в первую очередь - синезеленых водорослей). Мерой угрозы эвтрофикации служат характеристики потребления кислорода как в сточных, так и в природных водах. Они называются химическим и биохимическим потреблением кислорода (ХПК и БПК) . Подробно эти вопросы рассматриваются в специальных курсах, и мы ограничиваемся здесь лишь их нормативными определениями, необходимыми для рассмотрения в дальнейшем некоторых вопросов, связанных с экологией.[ ...]

При выпуске очищенных сточных вод в замкнутые и малопроточные водоемы, а также при повторном их использовании в техническом водоснабжении возникает необходимость удаления из сточных вод соединений фосфора и азота для предупреждения эвтрофикации водоемов (массового развития водорослей), а также интенсивного биологического обрастания трубопроводов и оборудования. Эта проблема относится в первую очередь к бытовым или городским сточным водам, в которых после биологической очистки соединения фосфора и азота содержатся преимущественно в растворенной и легкоусвояемой форме (в виде ортофосфатов, аммонийных солей, нитритов и нитратов). Источниками подобного типа загрязнений бытовых вод являются продукты жизнедеятельности человека и синтетические моющие средства, в составе которых содержание полифосфатов может доходить до 30—50%.[ ...]

Наибольшая часть загрязнений поступает в моря с суши (40-45%). Большую опасность для морских экосистем представляет не только поступление химических загрязнений, но и попадание с речным стоком большого количества биогенных веществ, что обусловливает эвтрофикацию морских вод. Вторым по значимости источником загрязнений, примерно равным доле поступления загрязнений с речным стоком, является атмосферный перенос. На третьем месте (примерно 20%) находятся местные источники загрязнения, включающие коммунальные стоки, дам-пинг (захоронение загрязнений), смыв промышленных отходов и т. п.[ ...]

Антропогенные поступления представляют существенную долю в балансе фосфора. Применение удобрений, химическое загрязнение биосферы в целом, эрозионные процессы играют решающую роль в фосфатизации биосферы. Решение противоречивой проблемы — дефицит фосфора и эвтрофикация водоемов — требует разработки комплекса мер, направленных как на максимальное снижение потерь фосфора при переработке, внесении удобрений, так и на недопущение загрязнения окружающей среды соединениями фосфора.[ ...]

Имандра - это пресноводный макробассейн, являющийся системой нескольких свободно сообщающихся крупных водоемов: оз. Бабинская Имандра, оз. Большая Имандра и др. (см. рис.1). В целом водоем относится к олиготроф-ному типу, однако степень эвтрофикации в различных частях водоема не одинакова (как и степень антропогенной нагрузки). Поэтому при анализе донных комплексов диатомовых водорослей из оз. Имандра невозможно ограничиться отбором проб в 1 - 2 точках (как это делалось для малых и средних озер).[ ...]

Глубокая очистка сточных вод может исключить попадание N и Р в водоемы, поскольку при механической очистке содержание этих элементов снижается на 8—10%, при биологической — на 35—50 % и при глубокой очистке — на 98—99 %. Кроме того, разработан ряд мероприятий, позволяющих бороться с процессом эвтрофикации непосредственно в водоемах, например искусственное увеличение содержания кислорода с помощью аэрационных установок. Такие установки работают в настоящее время в СССР, ПНР, Швеции и других странах. Для снижения роста водорослей в водоемах используют различные гербициды. Однако установлено, что для •условий Великобритании стоимость глубокой очистки сточных вод от биогенных веществ будет ниже, чем стоимость гербицидов, затраченных на снижение роста водорослей в водоемах. Существенным для последних является .снижение концентрации нитратов, представляющих опасность для здоровья человека. Всемирной организацией здравоохранения предельно допустимая концентрация нитратов в питьевой воде принята равной 45 мг/л или в пересчете на азот 10 мг/л, такая же величина принята по санитарным нормам для воды водоемов. Количество и характер соединений азота и фосфора влияют на общую продуктивность водоемов, вследствие чего они включены в число главных показателей при оценке степени загрязнения водоисточников.[ ...]

В процессе работы было установлено, что следствием смещения теплового баланса является усиление процессов эвтрофи-кации в оз. Поэтому увеличение процентной доли выяв-леннных термофильных форм является важным индикаторным признаком органического загрязнения водоема. Следует отметить, что процесс эвтрофикации может иметь различный генезис.[ ...]

Вместе с тем появились акклиматизированные виды рыб: чехонь, белоглазка, карп, толстолобик, ротан, угорь, гуппи и др. Сейчас ихтиофауна р. Москвы насчитывает 37 видов [Соколов и др., 2000]. Полностью исчезли проходные рыбы, а также виды рыб, нуждающиеся в условиях рек с быстрым течением. Более многочисленны устойчивые к эвтрофикации рыбы - обитатели стоячих или слабопроточных вод.[ ...]

Фосфор - важнейший биогенный элемент, чаще всего лимитирующий развитие продуктивности водоемов. Поэтому поступление избытка соединений фосфора с водосбора приводит к резкому неконтролируемому приросту растительной биомассы водного объекта (это особенно характерно для непроточных и малопроточных водоемов). Происходит эвтрофикация водного объекта, сопровождающаяся перестройкой всего водного сообщества и ведущая к преобладанию гнилостных процессов (и, соответственно, возрастанию мутности, концентрации бактерий, снижению концентрации растворенного кислорода и пр.).[ ...]

Гидроэнергетика (около 6,7 % в 1995 г.), достаточно медленно развивавшаяся в последние 10—20 лет, в целом также переживает кризисный период. Из наиболее серьезных проблем необходимо указать на затопление земель, подтопление территорий, оживление неблагоприятных геологических процессов, наведенную сейсмику, сведение леса и растительности, эвтрофикацию вновь образованных лагун с мелководьями и т. д. В развитых странах, где значительная часть гидроэнергетического потенциала уже исчерпана — в Северной Америке на 60 %, в Европе —более чем на 40 %, практически нет подходящих мест для строительства экономичных и экологичных гидроэлектростанций.[ ...]

На долю сельскохозяйственного производства приходится не менее половины связанного азота, поступающего в водоемы. Обогащение воды питательными элементами, в первую очередь связанным азотом, приводит к чрезмерному росту водорослей. Отмирая, они подвергаются анаэробному бактериальному разложению, вызывая дефицит кислорода, а следовательно, гибель рыбы и других водных животных. Эвтрофикация водоемов — явление, к сожалению, распространенное.[ ...]

Наконец, на выращивание как сельскохозяйственных культур, так и скота также требуются большие затраты воды. При стойловом содержании на поение единицы крупного рогатого скота в сутки расходуется до 70 л воды, а суммарный годовой расход воды в животноводстве прогнозируется равным в ближайшем будущем примерно 112 км3. Безвозвратный расход оценивается в 100 км3, причем половина из них - сточные воды. Таким образом, существует угроза сильной эвтрофикации пресноводных экосистем, независимо от того, насколько точен этот прогноз.[ ...]

Знание законов циркулирования в почве азота и других биологических веществ позволяет выработать основную стратегию увеличения плодородия земель, развивать бездефицитное земледелие. Сроки и количество внесения удобрений нуждаются в тонкой балансировке. Важно, чтобы удобрения усваивались именно растениями, а не наносили вред окружающей среде и здоровью людей. Ведь избыток биогенных веществ загрязняет окружающую среду, пресные воды, ведет к эвтрофикации водоемов и даже угрожает озоновому слою стратосферы.[ ...]

Изъятый ресурс возвращается в биосферу в существенно измененном виде, в том числе с новым для природы сочетанием химических элементов. Такие соединения не могут быть ассимилированы в биосфере обычным путем. Кроме того, добытые для переработки природные ресурсы возвращаются не точно на место изъятия, а попадают в другие экологические системы; характерный пример — добыча фосфатов, их использование в качестве минерального удобрения и последующая эвтрофикация водоемов. Следовательно, антропогенный ресурсный цикл является главным источником загрязнения окружающей среды.[ ...]

Помимо перечисленного в Мировой океан поступает большое количество взвешенных частиц. В нем обнаруживаются все новые и новые загрязняющие вещества антропогенного происхождения. Доля антропогенного поступления в суммарном поступлении свинца в океан составляет 92, нефти — 88, хлорированных углеводородов — 100%. Особенно опасны для биоценоза океана хлорорганические соединения, обладающие токсическим и канцерогенным действием. Прибрежные зоны океана подвержены процессу эвтрофикации и микробиологическому загрязнению воды в первую очередь из-за хозяйственно-бытовых стоков. Неуклонно возрастает поступление в океан нефти и нефтепродуктов.[ ...]

При неправильном применении фосфорных удобрений, водной и ветровой эрозии почв большие количества фосфора удаляются из почвы. С одной стороны, это приводит к перерасходу фосфорных удобрений и истощению запасов фосфорсодержащих руд (фосфоритов, апатитов и др.). С другой стороны, поступление из почвы в водоемы больших количеств таких биогенных элементов, как фосфор, азот, сера и др., вызывает бурное развитие синезеленых водорослей и других водных растений («цветение» воды) и эвтрофикацию водоемов. Но большая часть фосфора уносится в море.[ ...]

Основываясь на данных по 68 водохранилищам запада США, Мюллер приходит к выводу, что наиболее адекватные результаты: по уже существующим водоемам дают расчеты в рамках модели Диллона—Риглера, в то время как модель Фолленвайдера [583] неплохо показала себя применительно к проектируемым водохранилищам. При этом Мюллер, однако, указывает, что вопрос о применимости к водохранилищам параметров, откалиброванных по озерам, требует дополнительного изучения. Государственные службы США, занимающиеся проблемой эвтрофикации водоемов, наиболее часто пользуются моделью Фолленвайдера (Рекхау, частное сообщение, 1982). При построении всех перечисленных выше моделей предполагалось наличие в водоеме хорошо перемешанного слоя. В некоторых из моделей не учитывается выделение фосфора из осадочного вещества, в других — включен член, описывающий результирующий эффект осаждения взвешенных частиц на содержание фосфора в воде. Результатом расчетов являются среднегодовые значения концентрации, которые служат, с одной стороны, индикатором текущего трофического состояния озера, и, с другой — основой для выработки стратегии деэвтрофикации.[ ...]

В этих условиях роль осадка как возможного накопителя фосфора частично зависит от содержания фосфора в объеме воды, расположенном над осадком. Действительно, чем больше вводится фосфора, тем меньше его удаляется в осадок и тем более он до ступен для переработки в биологическом цикле. Таким образом, суммарный эффект зависит от скорости выпадения осадка, от скорости поглощения фосфора и от равновесия осадок—вода, из чего следует, что во многих случаях фосфаты выступают в качестве лимитирующих питательных веществ и являются основной причи ной эвтрофикации. Поскольку фосфаты имеют тенденцию оставаться в раствор , определенные аспекты эвтрофикации для больших масс воды проявляются в течение длительного периода, поэтому практика сбрасывания фосфорсодержащих отходов в водную среду нуждается в очень серьезной проверке.[ ...]

Поверхностно-активные и связывающие агенты, попадая в водоем, загрязняют воду, причем скорость их разложения в воде низкая. Поэтому снижается эффективность работы биологических фильтров и отстойников - из-за стабилизации коллоидных суспензий. Сточные воды с ПАВ образуют пену, в которой концентрируются микробы, в том числе и болезнетворные. Полифосфатные связывающие агенты в воде гидролизуются, образуя монофосфаты, т. е. поставляют биогенный элемент фосфор в водоем, вызывая тем самым разрастание водных растений с последующим отмиранием, то есть эвтрофикацию водоема.[ ...]

При любых обстоятельствах те питательные вещества, которые находятся в ограниченном количестве, являются определяющим фактором развития растений, и по существу это и приводит к тем предположениям, о которых говорилось выше. Если фосфор и угле род имеются в достаточном количестве, то лимитирующими питательными веществами будут нитраты. Поскольку фосфор является единственным из этих трех компонентов, чей круговорот не охватывает всю биосферу, его выпадение в осадок становится важным и определяющим фактором. Они отметили также, что при оптимальном содержании фосфора и азота малая концентрация углерода никак не сказывалась на процессе эвтрофикации.[ ...]

ru-ecology.info

Эвтрофикация водоемов, ее причины и последствия

Насосы с фильтрами позволяют нам наслаждаться красивой голубой гладью пруда на своем участке. Также для этого предназначены различные химические и биологические добавки, которые уничтожают вредную микрофлору и нормализуют состав воды.

Водоем на своем участке часто подвергается такому неприятному и вредному явлению, которое называют эвтрофикацией. С греческого языка это слово можно перевести, как «обильное питание». Смысл его состоит в том, что биогенные вещества (азот и фосфор) вызывают «цветение» воды и гиперактивное развитие анаэробных микроорганизмов.

Каждый пруд, озеро, речная заводь и искусственный водоем может стать непригодным для дальнейшего использования вследствие того, что вода в нем «цветет». Уровень кислорода при эфтрофикации препятствует нормальной жизнедеятельности рыб и растений. Солнечный свет не может пробиться сквозь толщу расплодившихся водорослей, что также влечет за собой уменьшение разнообразия флоры и фауны водоема. Если вам нужен пруд для разведения рыбы, вам будет полезна эта статья. Читайте, как сделать искусственный пруд для разведения рыбы.

Причины и последствия

Причины этого неприятного явления разные. В одних случаях это вызвано природными факторами. Например, замедлением тока воды, из-за чего прекращается нормальное снабжение придонных областей кислородом. Или чрезмерным развитием некоторых видов водорослей.

Очень часто эвтрофикация является результатом человеческой деятельности. С полей смывают удобрения, в стоки попадают ортфосфатные порошки, близлежащие животноводческие фермы и птицефабрики нарушают содержание азота в водоеме.

Внешние признаки загрязнения пруда (водоема)

• Неприятный «тяжелый» запах
• Мутная пленка на поверхности
• Массивный осадок органических отложений на дне
• Неконтролируемое размножение водорослей, тины, ряски и других микроорганизмов, из-за чего жидкость приобретает устойчивый зеленый цвет.

Эвтрофикация оказывает пагубное воздействие на биогеоценоз пруда с застойной водой:

• Верхний слой водоема вследствие увеличения питательных веществ для водорослей обрастателей и питающихся фитопланктоном зоопланктона превращается в зеленый ковер. Неприятный тяжелый аромат, наверное, знаком всем, кто хоть раз был на берегу подобного водоема.
• Придонный слой не получает нужного количества кислорода. Из-за этого умирают аэробные микроорганизмы, растения и рыбы. Происходит быстрое наращивание суммарной массы анаэробных живых организмов в придонном слое.
• Так как питающиеся кислородом бактерии не в состоянии своевременно перерабатывать отмершие части водорослей и животных, внизу скапливаются яды. Это фенол, сероводород и метан. Налицо проявляется парниковый эффект, добивающий растительность и требовательные к кислороду живые клетки.
• В итоге водоем превращается в болото. В нем нельзя не то, что купаться и ловить рыбу, но даже брать из него воду для бытовых и хозяйственных нужд.

Загрязнения водоемов бывают также комбинированными. То есть, эвтрофикация плюс сточные воды, опавшая листва и ветки, поваленные деревья, железные и пластмассовые корпуса отработавших механизмов, мусор антропогенного происхождения, и др.

Способы очистки водоемов

Когда-то наши предки просто засыпали в грязный пруд большое количество древесного угля. Это был некий прообраз фильтрации. Сейчас существуют более совершенные и удобные методы очистки промышленных, природных и дачных водоемов. Всего различают четыре вида очистных мероприятий:

• Самый простой способ – механический. Он подразумевает избавление от крупных и средних частиц с помощью фильтров. Вы просто погружаете насос с фильтром и запускаете процесс. Та же очистка с помощью древесного угля, но в современной интерпретации.
• Биологический метод включает в себя использование различных бактерий и микроорганизмов. Они «съедают» излишек фосфора и азота, нормализуют биогенный баланс и не дают размножаться анаэробным живым формам. Для этого способа необходимо заранее определить, какие из микроорганизмов должны быть уничтожены, а какие надо сохранить для нормального функционирования экосистемы.
• Специальные приборы, посылающие ультрафиолетовые лучи, уменьшают возможность микроорганизмов к воспроизводству и делению. Довольно дорогой недавно изобретенный способ.
• Химический способ очистки основывается на добавлении в пруд реагентов, которые со временем нормализуют кислотно-щелочной и биогенный баланс водоема. На рынке нет недостатка в предложениях. Но здесь так же, как и в случае с биологическим способом очистки желательно заранее знать, какие микроорганизмы вы будете «изводить», а какие нужно оставить.

Облучение ультрафиолетом – это все еще довольно экзотический способ очистить водоем от «цветения» и тины. А вот фильтры, применяемые одновременно с добавлением в воду химических и биологически активных веществ, являются распространенным методом. Здесь важно определить уровень содержания зеленной массы и, отталкиваясь от этого, заказать насос необходимой мощности.

На видео показано, как происходит очистка воды с помощью механического фильтра:

Насос с фильтром помещают на нужную глубину. При профилактике эвтрофикации достаточно лишь раз в неделю или около того включать его. Если же водоем достаточно грязный, то необходимо избавиться от всех водорослей, мертвых отложений, микроскопических частиц и другого мусора биогенного происхождения.

Важно правильно рассчитать пропускную способность насоса и фильтра. Для промышленных нужд выпускают мощные агрегаты, очищающие тонны воды в час. Дачный водоем не требует высоких параметров насоса, поэтому здесь важнее стабильная работа и качественная очистка.

Биологические и химические методы очистки закрытых бассейнов и прудов применяют обычно вместе. Процесс отмирания ряски, тины и простейших водорослей запускается сразу после высыпания рекомендуемой дозы препарата. Обычно он длится от одного до трех месяцев. После этого начинается уменьшение количества водорослей-обрастателей и анаэробных придонных микроорганизмов.

Вносить химические препараты рекомендуется сразу после того, как поверхность пруда очистится ото льда. Биологические же вещества и добавки лучше всего начинают бороться с эвтрофикацией, когда вода прогреется до +10 ⁰С.

Быстро очистить с помощью фильтра можно только сравнительно небольшой бассейн. Чтобы очистить пруд значительных размеров, в зависимости от степени загрязнения и применяемых препаратов, может потребоваться от нескольких недель до нескольких месяцев.

Если водоем на своем участке снабжается проточной водой из труб, то стоит также прочистить и их. Дело в том, что на поверхности внутренних стенок трубопроводов обязательно поселяются колонии микроорганизмов и простейших водорослей. В итоге вода в пруд поступает уже загрязненной, чего нужно всячески избегать. Особенно если водоем вам нужен для разведения карпа в домашних условиях или другой рыбы. Также читайте, чем кормить карасей в пруду.

Избавление от анаэробных микроорганизмов и бактерий — это длительный и дорогостоящий процесс. Поэтому следует не доводить свой водоем до состояния болота. Необходимо постоянно контролировать уровень азота и фосфора, не допускать попадания внутрь биогенных микроэлементов, следить за тем, что втекает в ваш пруд. Систему фильтрации воды в пруду вы можете сделать сами, как показано на этом видео:

Насосы с фильтрами, а также аэраторы для пруда, являются неотъемлемой составляющей любого водоема, хозяин которого строго контролирует все процессы в его недрах и на поверхности. Добавление химических и биологических веществ дополняет процесс очистки от нежелательных водорослей и зоопланктона. Возможно вам понадобится и другое оборудование для прудов и водоемов, а также пленка пвх для пруда. Тут подробнее. Хорошо смотрятся водопады в пруду. Здесь описаны насосы для водопадов. По ссылке описана установка пруда из пластика. Смотрите как сделать скиммер для пруда своими руками.

2gazon.ru

Влияние удобрений на эвтрофикацию природных вод

Основными элементами, обусловливающими процесс эвтрофикации, являются фосфор и азот.

Фосфор стимулирует усвоение растениями азота, усиленный рост водорослей, что ведет к порче водоемов. Наибольший рост водных организмов наблюдается при концентрации фосфора 0,09—1,8 мг/л, нитратного азота 0,9—3,5 мг/л. На 1 кг поступившего в водоем фосфора образуется 100 кг фитопланктона.

В результате эвтрофикации происходит усиленное развитие фитопланктона, прибрежных зарослей, водорослей, цветение воды и др. В глубинной зоне усиливается анаэробный обмен, образуются сероводород, аммиак, метан и т. д. Нарушаются окислительно-восстановительные процессы, и возникает дефицит кислорода. Это приводит к гибели ценных рыб и растений, вода становится непригодной не только для питья, но и для купания. Такой эвтрофированный водоем утрачивает свое и хозяйственное, и биогеоценотическое значение. Поэтому борьба за чистую воду является одной из самых злободневных задач всего комплекса проблемы по охране природной среды.

Установлено, что 1 м3 промышленно-бытовых стоков загрязняет 12—15 м3 воды. Период возобновления эвтрофированных вод различный. Подземные воды в слое активного водообмена возобновляются через 300 лет, воды в проточных озерах — 3,5 года, почвенные воды — 9 месяцев, речные воды — полмесяца, водяной пар в атмосфере — через 9 суток.

Существует неправильное мнение, что в реки и водоемы питательные вещества попадают в основном из удобрений. Отечественные и зарубежные исследования показывают, что значительно больше теряется элементов питания из почвы. Фосфор попадает в водоемы главным образом с твердым и жидким стоком. Например, в лаборатории азотных удобрений ВИУА в лизиметрических опытах с 15N установлено, что за 6 лет потери азота удобрений в слое 0—120 см равнялись 13,8—14,9% от остаточного азота почвы, а потери почвенного азота были в 10 раз больше, в среднем они составили 130 кг/га — ежегодно 21,6 кг/га.

В опытах Н. М. Варюшкиной и Л. И. Кирпаневой (1979) также показано, что вымывается в основном природный азот почвы. В течение 8 лет в промывных водах учтено лишь 1—5% внесенного азота. Общие же размеры миграции азота в среднем за год из дерново-подзолистой супесчаной почвы составили 31,9, а на дерново-подзолистой суглинистой — 6,7 кг/га.

За вегетационный период в этих опытах азот сернокислого аммония практически не вымывался, а после уборки урожая содержание меченого азота в промывных водах возрастало. Это объясняется, по-видимому, минерализацией ранее закрепленного в почвах азота.

В. А. Ковда (1976) отмечает, что в речных водах лесных областей умеренного климата содержание нитратов достигает 0,3—0,5 мг/л, а аридного климата — 1,2—1,7 мг/л. В дренажных водах оросительных систем концентрация NO3 обычно 5—6 мг/л, но бывает и 10—15 мг/л. В почвенных растворах засоленных орошаемых почв наблюдалась концентрация NO3 100—300 мг/л. Речные воды густозаселенных районов нитратов содержат иногда до 20—30 мг/л, грунтовые — 10—15 и даже 50—100 мг/л. Наблюдения, проведенные во Франции, ФРГ, Голландии, США, показали, что концентрация нитратов в природных водах около 40—50 мг/л — явление частое. В грунтовых и колодезных водах концентрация нитратов нередко достигает 500—700 и даже 1350 мг/л, что в десятки раз превышает предельную концентрацию, установленную Всемирной организацией здравоохранения (45 мг/л). Известно, что заболевание метагемоглобинемией возникает уже при содержании нитратов в воде 40—50 мг/л; при концентрации, превышающей 95 мг/л, эта болезнь — довольно частое явление.

«Едиными критериями качества воды» в странах — членах СЭВ для поверхностных вод первого класса, используемых для коммунального водоснабжения, нужд пищевой промышленности и разведения ценных пород рыб, в том числе лососевых, предельно допустимое содержание аммонийного азота составляет 0,1 мг/л, нитратного — 1 единица, общих фосфатов — 0,005 мг/л.

Предельно допустимые концентрации азота и фосфора в поверхностных водах в нашей стране пока не установлены. Согласно действующим в СССР правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, предельно допустимое содержание аммонийного азота для водных объектов, используемых в качестве источников питьевого водоснабжения, составляет 2 мг/л, нитратного азота — 10 мг/л; для водных объектов, используемых в рыбохозяйственных целях, соответственно 0,5 и 9 мг/л.

В районах интенсивного применения азотных удобрений концентрация нитратного азота в питьевой воде довольно часто превышает ПДК. Исследованиями, выполненными в США, показано, что с повышением доз азотных удобрений возрастают концентрации нитратов в дренажной воде и увеличиваются их потери.

Во многих районах США наблюдается повышение концентрации нитратов в грунтовых водах. В некоторых районах штатов Калифорния и Иллинойс содержание нитратов в колодезной воде достигает токсического уровня. Известный эколог Б. Коммонер пишет, что вымывание азота минеральных удобрений уничтожило способность к самоочищению почти всех рек в штате Иллинойс; в Калифорнии сток удобрений повысил содержание нитратов в питьевой воде сверх безопасного предела, установленного органами здравоохранения.

За последнее время усилилось загрязнение грунтовых вод нитратами и в ФРГ. В ряде областей содержание их в питьевой воде превышает установленную ПДК. В этой стране проводятся многочисленные исследования по определению размеров потерь нитратов и путей их предотвращения. Р. Boysen (1977) приводит данные по потерям нитратов в зависимости от разновидности почвы и внесения удобрений. Грунтовые воды на легких почвах в большей степени обогащены нитратами вследствие повышенной инфильтрации.

По данным ученых ГДР, содержание нитратов в грунтовых водах этой страны в настоящее время по сравнению с 1960 г. возросло в 2—5 раз. Установлено, что непосредственными источниками загрязнения грунтовых вод в 1968—1970 гг. в бассейне р. Варнов были 58 земляных силосохранилищ и хранилищ для органических жидких удобрений. Из-за загрязнения в сельских общинах было закрыто 75% всех источников питьевой воды. В настоящее время в ГДР принято законодательство по охране водных источников от загрязнения с установлением соответствующих стандартов и параметров.

Избыток биогенных веществ в водоемах приводит к угнетению и гибели рыбы. Деятельность человека ускоряет этот процесс, в результате чего борьба с антропогенной эвтрофикацией природных вод становится одной из важнейших проблем современности. Биогенные элементы, прежде всего азот и фосфор, могут попадать в водоемы с промышленными и бытовыми сточными водами, со стоками с сельскохозяйственных угодий, в результате биологической фиксации азота и т. д. Это вызывает чрезмерное развитие альгофлоры, приводит к дефициту кислорода, созданию в водоеме анаэробных условий и в конечном счете к резкому ухудшению качества воды. Доказательством развития процесса эвтрофикации является усиленное развитие фитопланктона.

По данным исследований, проведенных в ГДР, установлено, что содержание питательных элементов в водоемах в результате деятельности человека увеличилось в настоящее время в 50—500 раз по сравнению с 1900 г. Высокие темпы эвтрофикации водоемов обусловлены широким применением минеральных удобрений. Количество фосфора и азота удобрений, обнаруживаемое в водоемах, составляет соответственно 1—5 и 10—25% их количества, внесенного на поля. Учеными ГДР доказано, что оптимальной способностью удерживать питательные вещества от вымывания обладает лес, затем в убывающем порядке следуют сенокосы и пастбища, пахотные земли, пар.

В ГДР земли с уклоном 12—18% рекомендуется использовать под сенокосы и пастбища, а с уклоном более 18% — под лесопосадки. Для снижения выноса питательных веществ с сельскохозяйственных угодий в этой стране считается необходимым выполнять следующие мероприятия: азотные удобрения вносить в оптимальные сроки, соблюдать нормы запасного внесения фосфорных удобрений, основное удобрение вносить весной после таяния снега, азотные удобрения применять в строгом соответствии с длиной вегетационного периода культуры, предотвращать водную эрозию в водосборном бассейне водоемов, на склонах возделывать культуры, ограничивающие развитие эрозии почвы. Все это увязывается с технологией возделывания сельскохозяйственных культур, так как вынос питательных веществ в значительной мере зависит от доз удобрений, количества атмосферных осадков, свойств почвы, рельефа, способа ведения хозяйства.

Опасность эвтрофикации водных источников создают также отходы животноводства, особенно на крупных животноводческих комплексах промышленного типа. В этом случае накапливается много бесподстилочного навоза, который часто вносят в высоких дозах на небольшой сельскохозяйственной площади, в результате чего большое количество биогенных элементов попадает в природные водоемы. Поэтому с развитием строительства животноводческих комплексов промышленного типа с бесподстилочным содержанием скота все острее становится проблема охраны окружающей среды, особенно предотвращение загрязнения различных водоемов и рек. Этим вопросам уделяется большое внимание в разных странах. При выборе места для строительства комплекса важно учитывать водопроницаемость почвы, уклон поверхности, направление стока, расстояние до водоемов, населенных пунктов, мест отдыха и т. д.

Многочисленные опыты свидетельствуют, что правильным применением бесподстилочного навоза потери биогенных элементов в окружающую среду, в том числе и в водные источники, можно свести к минимуму. Прежде всего, важно учитывать дозы, сроки и способы внесения навоза с учетом свойств и плодородия почвы, рельефа местности, потребностей культур в питательных элементах на планируемый урожай.

Многолетним изучением факторов эвтрофикации Иваньковского водохранилища Калининской области установлено довольно высокое содержание в нем азота и фосфора. Это обусловлено, с одной стороны, относительно высоким содержанием биогенных элементов в весенних подах, заполнявших водохранилище, а с другой — непрерывным пополнением запаса биогенных элементов сточными водами г. Калинина. Содержание этих элементов в воде носит сезонный характер. Весной из минеральных форм азота преобладают нитраты. Летом содержание нитратного азота снижается, а содержание аммонийного азота находится на таком же уровне, как весной. За годы наблюдений не отмечалось достоверного увеличения содержания общего фосфора и азота в водах весеннего поверхностного стока.

Можно привести пример и по Дубоссарскому водохранилищу, которое с прилегающими к нему участками Днестра является основным источником централизованного питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения населения, промышленности и сельского хозяйства приднестровских районов Молдавской ССР и Украинской ССР, в том числе и таких крупных городов, как Кишинев, Одесса и др.

В этом водохранилище содержание общего азота в воде в 1962 г. составляло в среднем 0,65 мг/л, а в 1971—1973 гг. оно возросло до 1,51 мг/л, или в 2,3 раза. Только за указанные годы каждый литр воды водохранилища под влиянием поступающих сточных вод и поверхностного стока обогащался азотом на 0,27 мг, а водохранилище в целом за год — примерно на 2270 т, что эквивалентно внесению 6480 т аммиачной селитры или 960 кг/га водной площади. Такое изобилие азота в воде при наличии большого количества фосфора привело к интенсивному развитию фитопланктона. Среднегодовая концентрация суммарного фосфора в воде водохранилища за 1971—1973 гг. составляла лишь 0,074 мг/л. Каждый литр воды водохранилища под влиянием сбрасываемых в него сточных вод и поверхностного стока обогащался фосфором на 0,022 мг/л, а водохранилище в целом за год — примерно на 185 т, что экивалентно внесению 2310 т суперфосфата, или 342 кг/га водной поверхности. В целом же указанное выше среднегодовое содержание фосфора в воде водохранилища почти в 3 раза меньше оптимальной концентрации (0,20 мг/л), при которой в экспериментальных условиях происходит массовое развитие фитопланктона. При оптимальных концентрациях азота (минимум 1,50 мг/л) и других благоприятных условиях вода в водохранилище находится в состоянии цветения только в отдельные периоды, когда концентрация фосфора повышается до 0,20 мг/л и больше.

Зарегулирование Днепра привело к интенсивному развитию в водохранилищах фитопланктона, в частности, синезеленых водорослей, которые потребляют азот и фосфор как в органической, так и в минеральной форме.

Многолетние исследования показывают, что в отдельные годы в водохранилища с промышленными и бытовыми стоками поступает до 36,4 тыс. т азота и 3,6 тыс. т фосфора, что примерно равно их поступлению с речным стоком. Количество азота и фосфора, которое может попасть в водохранилище с водосборной площади Днепра при стоке с сельскохозяйственных угодий, составляет: азота 32—202 тыс. т, фосфора 10—17 тыс. т. Расчетное увеличение концентраций азота составит 1,56—2,66 мг/л, фосфора 0,12—0,33 мг/л. В связи с этим для уменьшения выноса азота и фосфора с удобряемых полей рекомендуются пересмотр доз удобрений, рациональное сочетание органических и минеральных удобрений, совершенствование технологии их применения, посадка полезащитных полос, правильная обработка земли, запрещение вспашки земель вдоль крутых склонов, расширение применения закрытого дренажа.

Опыт по уменьшению потерь от вымывания нитратов проведен в Индии. Там выращивали кукурузу с промежуточной бобовой культурой — маш. Под кукурузу вносили N120P26K25, под маш — N12P11. Под кукурузу мочевину вносили в три срока (при посеве, при высоте растений 50—60 см и в фазу образования метелок). Под маш всю дозу вносили при посеве. Установлено, что посев промежуточной культуры значительно снижал потери нитратов при вымывании. Наименьшее количество неиспользованных нитратов и их выщелачивание за пределы корневой системы (на глубине 180 см) отмечалось на варианте, где основная культура получала рекомендованные дозы удобрений, а промежуточная — 50% дозы. В этом случае содержание нитратов в почве на глубине 180 см было 29 кг/га. При выращивании кукурузы без промежуточной культуры вымывание нитратов было наибольшим (81 кг/га). В варианте, где маш не удобряли, потери нитратов составили 58 кг/га, а там, где маш получал 1/4 рекомендованной дозы,— 40 кг/га.

По данным исследований, проведенных в Эстонии, с 1970 г. резко повысилась концентрация питательных веществ в малых реках. В реках, пересекающих лесные ландшафты, концентрация фосфора составляет 0,01—0,03 мг/л, в сельскохозяйственных районах весной она доходит до 0,12—0,16 мг/л. Значительно повышается концентрация азотистых соединений, особенно нитратного азота. В реках лесных районов концентрация нитратов колеблется в пределах 1—3 мг/л, а в сельскохозяйственных районах весной в 10—20 раз больше (15—20 мг/л). При правильной агротехнике вынос фосфора с земель сельскохозяйственных районов резко снижается и составляет лишь 0,4%, а вынос азота — 16% от внесенного количества. Основная часть биогенных элементов (80—90% годовой нагрузки) попадает в воду весной с талыми водами. Причиной повышенного содержания биогенных элементов в воде Э. Лойгу считает разбрасывание основного количества удобрений весной по снегу или по замерзшей почве; это приводит к значительному смыву питательных элементов. Уменьшить потери элементов с сельскохозяйственных угодий оказалось возможным при соблюдении технологии, а также оптимальных сроков внесения удобрений.

Опытами с зимним и ранневесенним внесением минеральных удобрений и извести определено, что в годы с пониженной инфильтрацией на полях даже с незначительным уклоном (0,008—0,014%) со стоковыми водами выносилось 50—100% аммиачной селитры, 40—70% калия, 30—40% фосфора, 40 60% извести от внесенного количества. Причиной обильного поверхностного стока является наличие ледяной корки на поверхности почвы. Во избежание больших потерь питательных элементов с талыми водами и загрязнения водоемов рекомендуется вносить удобрения после оттаивания почвы и сброса избыточной воды из пахотного слоя.

Исследования по потерям питательных элементов удобрений проведены и в Чехословакии. После семичасового орошения в промывных водах определяли содержание основных элементов питания на удобренных и неудобренных участках под различными сельскохозяйственными культурами. Исследования показали, что без удобрения потери азота колебались от 2,5 кг под многолетними травами до 22,3 кг/га под картофелем. На удобренном фоне потери азота резко возрастали — с 33 кг/га под пшеницей до 58 кг/га по лущеной стерне.

С поверхностным стоком потери азота были значительно меньшими: без удобрения 0,3—1 кг/га, на удобренном фоне 1,6—12,3 кг/га, в зависимости от возделываемой культуры. Потери фосфора без удобрения составляли 0,2—0,6 кг/га, на удобренном фоне они возрастали в среднем в 2,7 раза, а со стоковыми водами соответственно 0,09—0,11 кг/га и 0,10—0,75 кг/га, в зависимости от возделываемой культуры, т. е. были незначительными. Применение удобрений увеличило также потери калия с 17—55 до 42—66 кг/га, а с жидким стоком с поверхности почвы эти потери соответственно были 0,17—7 кг (без удобрения) и 10—13 кг/га по удобренным вариантам.

При внесении удобрений увеличивалось вымывание питательных веществ с пахотных земель после восьмичасового орошения в среднем: азота в 3,8 раза, фосфора в 2,7, калия в 1,7, кальция в 1,9, натрия в 1,6, хлора в 2,2 раза. Потери питательных элементов в результате смыва поверхностными водами были значительно меньшими. Если принять потери при миграции по профилю почвы за 100%, то смыв на удобренном фоне составил: азота 12%, фосфора 28, калия 17, кальция 15, натрия 9, хлора 6%.

Для предотвращения антропогенной эвтрофикации необходима очистка промышленных и бытовых стоков от излишков минеральных соединений азота и фосфора, а также разработка технологии рационального использования минеральных удобрений, которая сводила бы к минимуму поступление азота и фосфора в водоемы.

Проблема борьбы с эвтрофикацией природных вод имеет важное народнохозяйственное значение. Она требует комплексного исследования с участием ученых смежных отраслей науки всех стран мира, так как ухудшение качества природных вод под действием этого процесса принимает угрожающие размеры. Нарастает содержание фосфатов и нитратов в водоемах как Северной Европы, так и Северной Америки. Так, концентрация общего фосфора в озере Констанц возросла с 4—5 мг/м3 в 1935—1936 гг. до 90 мг/м3 в 1975 г., в связи с чем численность водорослей увеличилась в 25 раз. В озере Вашингтон содержание фосфатов с 8 мг/м3 в 1933 г. увеличилось до 40 мг/м3 в 1962 г. Предполагается, что 70—80% фосфорных соединений в эти водоемы поступает из городских сточных вод, а остальные смываются с полей.

В эвтрофикации поверхностных вод в штате США Висконсин на долю сточных вод приходится 59%, стока с городских земель—10%, стока с сельских удобряемых земель — 21%, других пахотных земель — 3%, непахотных земель — 3%, других источников (грунтовые воды, атмосферные осадки и т. д.) — 4%. В результате жидкого стока с окультуренных почв в поверхностные водоемы фосфора поступало более 1/5 части от суммарной эвтрофикации. Основным же источником (59%) эвтрофикации водоемов фосфором в штате являются городские сточные воды, обогащенные фосфором моющих средств.

В США установлены следующие ПДК различных загрязняющих веществ в сбрасываемых водах, поступающих в реки (в мг/л): мышьяк 0,05, барий 1, кадмий 0,010, хром 0,05, свинец 0,05, ртуть 0,002, нитраты 10, селен 0,01, серебро 0,05, фтор 1,4—2,4.

По мнению шведских ученых, умеренная эвтрофикация стимулирует развитие планктона и рыбных ресурсов, а избыточная приводит к порче воды и гибели рыбы. Основным загрязнителем вод в стране является нитратный азот. В водоемах происходит непрерывный процесс денитрификации нитратов и биологической фиксации азота синезелеными водорослями. Ограничивающим фактором биологической продуктивности водоемов является низкое соотношение азота и фосфора. В водоемах чаще недостаточно фосфора, и его потери из почвы (обычно малые) оказывают положительное влияние на биологическую продуктивность водоемов. В Швеции для защиты поверхностных вод от загрязнения иногда ограничивают применение азотных удобрений. В ГДР проведено исследование влияния интенсивного применения удобрений на эвтрофикацию источника питьевой воды на охраняемой территории.

В жидком стоке после дождя РO4 содержалось 0,83—2,97 мг/л, в стоке талых вод — 3,43—11,29 мг/л. С поверхностным стоком терялось 9,7% внесенного азота. Для снижения потерь азота не рекомендуется вносить его больше 250 кг/га. Норму азота более 100 кг/га следует вносить дробно. Не рекомендуется внесение больших разовых количеств фосфора в запас.

Вследствие ускоренной эвтрофикации в глубинных водах Балтики быстро возрастает содержание биогенных элементов. Так, количество фосфатов в ряде мест за 15 лет (с 1954 по 1968) увеличилось в 2,5 раза, а содержание аммиачного азота в течение 30—35 лет — более чем в 10 раз. Особенно сильно выражен процесс эвтрофикации в прибрежных водах Балтики, куда впадают крупные реки. Это обусловлено обильным притоком богатой питательными солями и взвесью пресной воды с обширной водосборной площади (3400 км2), где ведутся интенсивные мелиоративные работы и в большом количестве применяются минеральные удобрения. Поэтому только коллективные усилия всех стран бассейна Балтийского моря могут привести к положительным результатам по предотвращению его загрязнения биогенными элементами.

В нашей стране применяются эффективные меры по охране чистоты вод рек и морей. ЦК КПСС и Советом Министров СССР в 1976 г. принято постановление «О мерах по предотвращению загрязнения бассейнов Черного и Азовского морей». В нем отмечается, что в результате строительства на ряде предприятий, в городах и на курортах, расположенных в бассейнах Черного и Азовского морей, эффективных очистных и водоохранных сооружений, а также) осуществления комплекса технологических мероприятий по сокращению количества неочищенных сточных вод и прекращению загрязнения водоемов значительно уменьшился сброс в реки и другие водоемы указанных бассейнов неочищенных сточных вод и отходов производств.

Министерствам и ведомствам, в ведении которых находятся предприятия и организации, сбрасывающие неочищенные сточные воды в реки и другие водоемы бассейнов Черного и Азовского морей, установлены задания по проведению мероприятий в целях полного прекращения сброса неочищенных сточных вод в эти реки и водоемы путем внедрения прогрессивной технологии производства, предотвращающей загрязнение внешней среды, комплексной переработки сырья, утилизации промышленных отходов и строительства эффективных очистных сооружений и обезвреживающих установок.

Известны случаи, когда умеренно эвтрофицированные озера более продуктивны и обладают лучшими условиями для рыбного промысла. В практике рыбоводства озера и пруды иногда специально удобряют для повышения рыбной продуктивности.

Р. Риклефс (1979) приводит следующие данные. Из олиготрофных (бедных планктоном) Великих Озер США ежегодно получают лишь 1,2—8 кг рыбы с 1 га площади; небольшие эвтрофные (богатые планктоном) озера в США дают выход рыбы в год до 180 кг/га, в ФРГ и на Филиппинах, где пруды искусственно удобряют, уловы рыбы достигают 1100 кг/га в год. Таким образом, умеренная эвтрофикация водоемов не оказывает отрицательного действия на водную экосистему. Попадание в водоемы большого количества биогенных элементов может нарушить нормальное функционирование сообществ, что проявляется в цветении и быстром росте водорослей, которые, накапливаясь в большом количестве, гибнут и разлагаются. Это истощает запасы в воде кислорода, иногда настолько сильно, что задыхаются и гибнут рыбы и другие обитатели водоема. Результаты исследований эвтрофикации привели к выводу, что цветение водорослей возникает только в тех случаях, когда концентрация фосфора в воде превышает 0,01 мг/л. Природные водоемы могут вернуться в свое первоначальное состояние, если поступление в них посторонних веществ будет прекращено.

Представляет интерес опыт Эстонской ССР по предотвращению эвтрофикации природных водных источников. Там создана Проблемная комиссия по изучению антропогенной эвтрофикации внутренних водоемов республики, в которую вошли ученые и представители различных министерств и ведомств.

Установлено, что среди факторов, обусловливающих антропогенную эвтрофикацию малых рек, главную роль играют сточные воды пищевой промышленности, а основной причиной загрязнения заливов и озер является сток с сельскохозяйственных земель. Для ограничения стока предлагается запретить внесение удобрений на поля зимой на замерзшую почву или снег, а также самолетами вблизи границ заповедников и в юго-восточной Эстонии, рекомендуется удобрять поля до вспашки зяби.

Многочисленные исследования показывают, что загрязнение природных вод биогенными элементами происходит прежде всего в тех случаях, когда нарушается технология применения удобрений. Поэтому меры, направленные на совершенствование систем удобрения, а также улучшение свойств и качества удобрений являются одновременно и мерами предотвращения загрязнения природных вод питательными элементами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

---

Смотрите также

• 
  Химводоочистка воды
• 
  Неоновая вода
• 
  Гравитация воды
• 
  Вода пхв
• 
  Этаналь вода
• 
  Кремлевская вода
• 
  Мкс вода
• 
  Ректификация воды
• 
  Вода сдв
• 
  Алкины вода
• 
  Вода буратино