مشکل اوتروفیکاسیون بدنه های آبی. اوتروفیکاسیون - چیست؟ علل، علائم و پیامدهای فرآیند. انواع آلودگی فیزیکی آب

1. اوتروفیکاسیون فرآیند بدتر شدن کیفیت آب به دلیل دریافت بیش از حد به اصطلاح "عناصر بیوژنیک" به مخزن است که در درجه اول ترکیبات نیتروژن و فسفر است. اوتروفیکاسیون یک فرآیند طبیعی طبیعی است که با تخلیه مداوم مواد مغذی از قلمرو به بدنه های آبی همراه است. حوضه زهکشی. با این حال، در اخیرادر مناطق با تراکم جمعیت بالا یا با کشاورزی فشرده، شدت این فرآیند به دلیل تخلیه فاضلاب شهری، فاضلاب از دامداری ها و بنگاه ها به بدنه های آبی چندین برابر شده است. صنایع غذاییو همچنین به دلیل شستشوی بیش از حد کودهای مصرفی از مزارع.

مکانیسم تاثیر اوتروفیکاسیون بر اکوسیستم های آب به شرح زیر است.

1. افزایش محتوای مواد مغذی در افق های آبی فوقانی باعث رشد سریع گیاهان در این منطقه (عمدتاً فیتوپلانکتون ها و همچنین جلبک های آلوده) و افزایش تعداد زئوپلانکتون های تغذیه کننده از فیتوپلانکتون ها می شود. در نتیجه، شفافیت آب به شدت کاهش می یابد، عمق نفوذ اشعه های خورشیدکاهش می یابد و این منجر به مرگ گیاهان پایین در اثر کمبود نور می شود. پس از مرگ پایین گیاهان دریایینوبت مرگ موجودات دیگری می رسد که این گیاهان برای آنها زیستگاه ایجاد می کنند یا حلقه بالاتری در زنجیره غذایی برای آنها هستند.

2. گیاهان (مخصوصاً جلبک ها) که در افق های بالای آب بسیار زیاد شده اند، سطح کل بدن و زیست توده بسیار بیشتری دارند. در شب، فتوسنتز در این گیاهان اتفاق نمی افتد، در حالی که روند تنفس ادامه دارد. در نتیجه در ساعات اولیه صبح روزهای گرماکسیژن در افق های بالای آب عملاً تمام می شود و مرگ موجوداتی که در این افق ها زندگی می کنند و نیاز به اکسیژن دارند مشاهده می شود (به اصطلاح "مرگ تابستان" رخ می دهد).

3. موجودات مرده دیر یا زود به ته مخزن فرو می روند و در آنجا تجزیه می شوند. با این حال، همانطور که در پاراگراف 1 اشاره کردیم، پوشش گیاهی پایین به دلیل اوتروفیکاسیون می‌میرد و عملاً در اینجا هیچ اکسیژنی تولید نمی‌شود. اگر در نظر بگیریم که کل تولید یک مخزن در حین اتروفیکاسیون افزایش می یابد (نقطه 2 را ببینید)، عدم تعادل بین تولید و مصرف اکسیژن در افق های پایین وجود دارد، در اینجا اکسیژن به سرعت مصرف می شود و همه اینها منجر به مرگ می شود. از جانوران کف و اعماق زمین که نیاز به اکسیژن دارند. پدیده مشابهی که در نیمه دوم زمستان در آب های کم عمق بسته مشاهده می شود "مرگ زمستانی" نامیده می شود.

4. در خاک پایین، فاقد اکسیژن، تجزیه بی هوازی ارگانیسم های مرده با تشکیل سموم قوی مانند فنل ها و سولفید هیدروژن و چنین گاز گلخانه ای قدرتمندی وجود دارد (در اثر آن در این زمینه 120 است. برابر بیشتر از دی اکسید کربن) مانند متان. در نتیجه، فرآیند اوتروفیکاسیون بیشتر گونه‌های گیاهی و جانوری مخزن را از بین می‌برد و اکوسیستم‌های آن را تقریباً به طور کامل از بین می‌برد یا تا حد زیادی دگرگون می‌کند و کیفیت بهداشتی و بهداشتی آب آن را تا حد نامناسب بودن کامل برای شنا و شنا بسیار بدتر می‌کند. تامین آب آشامیدنی

مقالات بیشتر در مورد موضوع

تاثیر رادیونوکلئیدها بر روی ماهی
توسعه انرژی هسته ای از یک سو و خطر فزاینده گسترش تأثیرات انسانی بر زیست کره که اکنون ابعاد جهانی به خود گرفته است، از سوی دیگر، تحلیل علمی پیامدهای آن را ایجاب می کند...

اقیانوس جهانی
سیاره ما را می توان اقیانوسیه نامید، زیرا مساحتی که آب اشغال می کند 2.5 برابر بزرگتر از مساحت خشکی است. آب های اقیانوس تقریباً 3/4 سطح را می پوشانند کره زمینلایه ای با ضخامت حدود 4000 متر که 97 درصد آب را تشکیل می دهد ...

اتروفیکاسیون انسانی بدنه‌های آبی و جریان‌های آبی، که به معنای افزایش سطح غنی‌سازی بدنه‌های آبی مرتبط با فعالیت‌های انسانی، ناشی از عرضه بیش از حد مواد مغذی (نیتروژن، فسفر) به آنها و همراه با مجموعه‌ای از تغییرات مشخص در اکوسیستم است.

برای ارزیابی درجه اوتروفیکاسیون بدنه های آبی، بیولوژیکی، شیمیایی و شاخص های فیزیکی، متفاوت برای سطح و آب های عمیق. عوامل اصلی اوتروفیکاسیون می توانند ترکیبات نیتروژن و فسفر، عمدتاً به شکل نیترات و فسفات باشند. در طی اتروفیکاسیون، یک اکوسیستم آبی به طور متوالی چندین مرحله را طی می کند. ابتدا نمک های معدنی نیتروژن و/یا فسفر در آب جمع می شوند. این مرحله، به عنوان یک قاعده، کوتاه مدت است، زیرا عنصر محدود کننده ورودی بلافاصله در گردش خون درگیر می شود و مرحله توسعه فشرده جلبک آغاز می شود. زیست توده فیتوپلانکتون افزایش می یابد، کدورت آب افزایش می یابد و غلظت اکسیژن در لایه های بالایی آب افزایش می یابد. سپس مرحله از بین رفتن جلبک ها فرا می رسد و تخریب هوازی ریزه ها رخ می دهد. سیلت های پایین به شدت با آن رسوب می کنند افزایش محتوامواد ارگانیک تغییرات در zoocenosis ذکر شده است (جایگزینی ماهی سالمونکپور) در نهایت اکسیژن در لایه های عمیق کاملاً از بین می رود و تخمیر بی هوازی آغاز می شود. با تشکیل سولفید هیدروژن، گوگرد مشخص می شود ترکیبات آلیو آمونیاک

پیامدهای زیست محیطی ایجاد مخازن

پیامدهای زیست محیطی ایجاد مخازن منفی: طغیان مناطق قابل توجهی از زمین های حاصلخیز، جاری شدن سیل در قلمرو مجاور. در حال تغییر حالت آب های زیرزمینی(شور شدن، غرقابی و غیره)؛ پردازش بانکی؛ فعال سازی فعالیت های لرزه ای مثبت: افزایش جریان پایدار رودخانه. کاهش پیامدهای مخرب سیل؛ تجمع جریان آب مخزن؛ کاهش روند رشد بیش از حد دریاچه ها در خلیج های دهانه رودخانه ها

حفاظت از هیدروکره

آب های سطحی از گرفتگی (آلودگی با زباله های بزرگ)، آلودگی و تخلیه محافظت می شوند.

برای جلوگیری از گرفتگی، اقداماتی برای جلوگیری از ورود زباله های ساختمانی به آب های سطحی و رودخانه ها انجام می شود. مواد زائد جامدبقایای چوب رفتینگ و سایر مواردی که بر کیفیت آب، شرایط زیستگاه ماهی و غیره تأثیر منفی می گذارد. مهمترین و سخت ترین مشکل حفاظت از آب های سطحی از آلودگی است که برای این منظور اقدامات حفاظت از محیط زیست زیر پیش بینی شده است: توسعه فناوری های بدون زباله و بدون آب؛ معرفی سیستم های تامین آب بازیافتی؛ تصفیه فاضلاب (صنعتی، شهری و غیره)؛ تزریق فاضلاب به سفره های زیرزمینی عمیق؛ تصفیه و ضد عفونی آب های سطحی که برای تامین آب و سایر اهداف استفاده می شود. با توجه به تنوع بسیار زیاد ترکیبات فاضلاب، روش های مختلفی برای تصفیه آن وجود دارد: مکانیکی، فیزیکوشیمیایی، شیمیایی، بیولوژیکی و غیره. در طی تصفیه مکانیکی، تا 90 درصد ناخالصی های مکانیکی نامحلول با درجات مختلف پراکندگی (ماسه، ذرات رس، مقیاس و غیره)، و از فاضلاب خانگی - تا 60٪. به اصلی روش های شیمیاییشامل خنثی سازی و اکسیداسیون می شود. در مورد اول، معرف های ویژه (آهک، خاکستر سودا، آمونیاک) برای خنثی کردن اسیدها و قلیاها به فاضلاب وارد می شوند؛ در مورد دوم، از عوامل اکسید کننده مختلف استفاده می شود. با کمک آنها، فاضلاب از مواد سمی و سایر اجزاء آزاد می شود.تصفیه فیزیکوشیمیایی موارد زیر است: انعقاد - وارد کردن مواد منعقد کننده (نمک های آمونیوم، آهن، مس، ضایعات لجن و غیره) به فاضلاب برای تشکیل رسوبات لخته، که سپس به راحتی حذف می شوند. جذب - توانایی برخی از مواد (خاک رس بنتونیت، کربن فعال، زئولیت ها، ژل سیلیکا، ذغال سنگ نارس و غیره) برای جذب آلودگی. روش جذب امکان استخراج مواد محلول با ارزش از فاضلاب و دفع بعدی آنها را فراهم می کند. شناورسازی - عبور هوا از فاضلاب. حباب های گاز در حین حرکت به سمت بالا، سورفکتانت ها، روغن، روغن ها و سایر آلاینده ها را جذب می کنند و یک لایه فوم مانند به راحتی قابل جدا شدن را روی سطح آب تشکیل می دهند. روش بیولوژیکی (بیوشیمیایی). این روش بر اساس توانایی میکروارگانیسم ها در استفاده از ترکیبات آلی و برخی از ترکیبات معدنی موجود در فاضلاب (سولفید هیدروژن، آمونیاک، نیتریت ها، سولفیدها و غیره) برای توسعه آنها است. نظافت در انجام می شود شرایط طبیعی(مزارع آبیاری، مزارع فیلتراسیون، حوضچه های بیولوژیکی و غیره) و در سازه های مصنوعی (مخزن های هوادهی، بیوفیلترها، کانال های اکسیداسیون گردشی). برای مبارزه با کاهش ذخایر آب شیرین زیرزمینی مناسب برای تامین آب آشامیدنی، اقدامات مختلفی در نظر گرفته شده است، از جمله: تنظیم رژیم برداشت آب زیرزمینی. قرار دادن منطقی تر آب مصرفی بر اساس منطقه؛ تعیین مقدار ذخایر عملیاتی به عنوان حد آنها استفاده منطقی; معرفی یک حالت شیر ​​برای بهره برداری از چاه های آرتزین خود روان اقدامات برای مبارزه با آلودگی آب های زیرزمینی: به 1) پیشگیرانه و 2) ویژه تقسیم می شود که وظیفه آن بومی سازی یا حذف منبع آلودگی است.

فاجعه آرال گزینه هایی برای حل مشکل آرال

تخریب دریای آرال نتیجه توسعه کشاورزی فناورانه "برنامه ریزی شده" در طی 30 سال بود. و در اینجا نیازی به صحبت در مورد تصادف، مرگ ناگهانی آرال نیست. بحران آرال را می‌توان فاجعه‌ای سیستماتیک ناشی از برنامه‌ریزی ناکارآمد و مخرب زیست‌محیطی برای توسعه اقتصادی منطقه آرال نامید که جلوه‌ی بارز آن «انحصار پنبه»، دست کم‌گرفتن و نادیده‌انگاشتن منفی‌های بلندمدت بود. پیامدهای زیست محیطی. اکثریت قریب به اتفاق آب مصرفی در منطقه برای نیازهای کشاورزی آبی مصرف می شود. در شرایط آب و هوای خشک، کمبود آب و زیرساخت های آبیاری ناقص، این امر منجر به خروج تقریباً کامل می شود. منابع آبی. که در سال های گذشتهفقط 4-8 کیلومتر مکعب آب وارد دریا شد، در حالی که 33-35 کیلومتر مکعب فقط برای حفظ سطح آن مورد نیاز بود. پیامدهای منفی زیست محیطی بحران آرال شامل کاهش سالانه سطح دریا به میزان 80-100 سانتی متر، کاهش حجم تقریباً 4 برابر و افزایش نمک در آب به میزان 2.5 برابر است. آرال از دو رودخانه سیر دریا و آمودریا تغذیه می‌شود و در برخی سال‌ها این رودخانه اصلاً به دریا نمی‌رسد. K به شدت عواقب خطرناکبه حذف عظیم ماسه و نمک از کف در معرض آن اشاره دارد دریای سابق. هر سال بادها حدود 75 میلیون تن ماسه و نمک را بلند کرده و صدها کیلومتر به اطراف منتقل می کنند. تنوع گونه های حیات وحش به طرز فاجعه آمیزی کاهش یافته است. اگر پیش از این 178 گونه جانوری در منطقه دریا زندگی می کردند، اکنون این تعداد به 38 گونه کاهش یافته است! آب دریای آرال به شدت با بقایای آفت کش ها و کودهای معدنی آلوده است. این نتیجه شیمیایی شدن بیش از حد است کشاورزیمنطقه بحران اکولوژیکی منطقه دریای آرال ساختارهای اقتصادی منطقه را نیز تغییر داده و بسیاری از فعالیت‌های سنتی را از بین برده و کارخانه‌های فرآوری ماهی نیز تعطیل شده‌اند. همان سرنوشت غم انگیز را رقم زد حمل و نقل دریایی. مانند بناهای تاریخی فاجعه زیست محیطیدریای آرال ده ها کیلومتر از دریای مدرن فاصله دارد خط ساحلیدریا، در وسط بیابان ده ها کشتی دریایی وجود دارد.بحران اکولوژیکی و اقتصادی منطقه دریای آرال نیز باعث بروز چنین منفی هایی شده است. پدیده اجتماعیمثل بیکاری انبوه معروف ترین پروژه در اینجا انتقال بخشی از جریان رودخانه های سیبری به آسیای مرکزی است. عظمت و ماهیت سیکلوپی این پروژه با ارقام زیر نشان داده می شود: طول کانال از سیبری قرار بود حدود 2400 کیلومتر باشد، عرض - تا 200 متر، هزینه در قیمت های دهه 80. - 90 میلیارد روبل. در مقایسه با این کانال، دیوار چین و اهرام مصر- اسباب بازی های بچه گانه پروژه انتقال عملاً چه از نظر زیست محیطی، چه از نظر اقتصادی و چه از نظر فنی غیر قابل توجیه بود.

یک گزینه دوقلو که چندی پیش ظاهر شد، واقعی تر به نظر می رسد: پروژه ساخت کانالی از دریای خزر. دارای معایبی مشابه نسخه سیبری است. برای اجرای پروژه حفر کانالی در کویر به طول 500 کیلومتر ضروری است. علاوه بر این، به دلیل شیب سطح زمیناز دریای آرال تا دریای خزر برای جریان یافتن آب، ابتدا باید آن را تا ارتفاع 80 متری بالا برد که این امر مستلزم هزینه های هنگفت انرژی است.

تغییر انسانی در ترکیب آب در یک مخزن، افزایش بار مخزن با مواد شیمیایی محلول و مواد معلق است. در میان آنها، اغلب مواد مغذی معدنی غالب هستند، اما موادی که برای موجودات آبزی سمی هستند نیز ظاهر می شوند، به همین دلیل است که بار شیمیایی نامیده می شود.

آلودگیمخزن، کیفیت آب آن را تغییر می دهد. مجموعه ای از فرآیندهای فیزیکی، فیزیکوشیمیایی، بیولوژیکی و هیدرولوژیکی به هم پیوسته در بازیابی کیفیت طبیعی آب در مخازن نقش دارند. همراه با سه فرآیند مهم (به بخش 12.1 مراجعه کنید)، بسیاری از فرآیندهای ذکر شده نیز درگیر هستند. آنها به دو گروه تقسیم می شوند - فرآیندهایی که غلظت آلاینده ها را تغییر می دهند و فرآیندهایی که جرم آلاینده را در آب کاهش می دهند و منجر به آن می شوند. تهذیب نفس(شکل 12.12).

برنج. 12.12.

فرآیند اختلاط آبهای جوی و رودخانه ای آن را تشکیل می دهد توده آب اصلی(OBM) با توزیع یکنواخت مواد شیمیایی و بهترین بخش های معلق، در نتیجه یکنواختی و عوامل زیستیتوسعه موجودات پلانکتونیک در مناطقی از مخازن که فاضلاب در آنها تخلیه می شود، فرآیند اختلاط از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا اثر سمی آنها را کاهش می دهد. موجودات آبزی. همچنین برای آنها مهم است که آب ذوب شده و اکسیژن دار را که هنگام ذوب شدن پوشش برف و یخ تشکیل می شود، با لایه بالایی آب های زمستانی مخزن مخلوط کنند.

در این زمان، شیوع اوایل بهار توسعه دیاتوم ها آغاز می شود. نانوپلانکتون، اشکال اولیگوکاربوفیل باکتریوپلانکتون و به دنبال آن زئوپلانکتون. تعداد زیاد آنها باعث افزایش رسوب زیستی و خود تصفیه ستون آب از آلاینده های وارد شده در طول سیل می شود.

غلظت مواد محلول در ریزلایه سطحی آب به دلیل تبخیر از سطح آب آزاد و در هنگام تشکیل یخ در زمستان اتفاق می افتد. باعث توسعه می شود میکروهمرفتکه برای فرآیندهای تولید – تخریب در لایه تروفوژنیک مطلوب است. اشباع یکنواخت آب با مواد مغذی و اکسیژن را در اطراف ارگانیسم های فیتو، باغ وحش و باکتریوپلانکتون که از آنها استفاده می کنند، تنظیم می کند.

غلظت مواد فن‌زا (یون‌های فلزات سنگین، مواد رادیواکتیو و غیره) در موجودات آبزی هنگامی که برخی از موجودات آبزی توسط دیگران خورده می‌شوند، در سطح بالاتری از هرم تغذیه‌ای، یکی از مکانیسم‌های اصلی حذف است. مواد سمیاز مخزن این فرآیند از یک طرف خطر مسمومیت غذایی را به دلیل تجمع بیش از حد این مواد در ماهی های صید شده ایجاد می کند. اما، از سوی دیگر، بسیار مهمتر این است که تمرکز زیستی و رسوب زیستیدفن عمده این مواد در رسوبات کف تضمین می شود.

فتوسنتز و جذب مواد محلول روی سوسپانسیون معدنی و آلی باعث کاهش غلظت آنها در آب شده و آنها را به مواد آلی معلق، کمپلکس های آلی معدنی و سوسپانسیون معدنی آلوکتون و ساینده غنی شده با آنها تبدیل می کند. این فرآیندها به عنوان اولین مرحله آماده سازی خود پالایی عمل می کنند اکوسیستم آبیته نشین شدن از مقادیر اضافی مواد مغذی و مواد سمی و فتوسنتز، علاوه بر این، ذخیره 0 2 محلول لازم برای تجزیه آلاینده های آلی را دوباره پر می کند. تشکیل هیدروکسید آهن در لایه های آب با محتوای بالای 0 2 و جذب ترکیبات حاوی فسفر بر روی آن و سپس رسوب همزمان آنها می تواند منجر به کاهش 5 تا 10 درصدی غلظت فسفر در آب شود و به آن برسد. 30-40 درصد در دوره های حداکثر تجمع آهن در هیپولیمنیون 1. در مخزن براتسک، مس از توده آب آن به وسیله گلی جدا می شود.

مواد معدنی پایه، آهن و هیدروکسید منگنز، سایر فلزات سنگین توسط ترکیبات آلی محلول به کمپلکس هایی متصل می شوند که سم زدایی آب را تضمین می کند.

دگرگونی مواد هیومیکی که رنگ طبیعی آب را تعیین می کنند، به دلیل انعقاد و رسوب همزمان کلوئیدها با مواد معلق ریز و اکسید آهن و همچنین اکسیداسیون فتوشیمیایی و بیوشیمیایی رخ می دهد (Datsenko, 2007). سرعت این فرآیند در ماه فوریه حداقل است، زمانی که غلظت مواد معلق در مخزن کمترین است. تغییر رنگ در "فاز آب تمیز" به 30٪ یا بیشتر می رسد (شکل 12.13 l)، به دلیل ته نشین شدن و رسوب زیستی بخش های کوچکی از مواد معلق، جذب تابش خورشید (به بخش 7.1 مراجعه کنید).

برنج. 12.13. کاهش میانگین مقادیر رنگ ماهانه آب در مخزن اوچینسکی (") و مقادیر متوسط ​​سالانهبسته به تبادل آب سالانه، Kv، سال -1، (ب)(بر اساس: داتسنکو، 2007)

هرچه تاثیر این فرآیندها طولانی تر باشد، سفید شدن آب در سال ها با کندترین تبادل آب بیشتر می شود (شکل 12.13). ب).

خودپالایی آب آلوده در بدنه های آبی در دو ناحیه صورت می گیرد. در نقطه تخلیه فاضلاب، منطقه سمیبیوسنوز، که در آن برخی از گونه های هیدروبیونت ها می میرند، در حالی که برخی دیگر (ساپروفیت ها) به سرعت توسعه می یابند، مواد آلی انسانی را تجزیه می کنند و سمیت آنها را کاهش می دهند. این کار از اکسیژن موجود در آب استفاده می کند. در اینجا ویژگی های ارگانولپتیک - طعم، بو و اغلب رنگ آب - حتی بیشتر بدتر می شود، اما در عین حال با CO2، نیترات ها و فسفات ها غنی می شود.

در حاشیه این منطقه، که در آن پردازش طبیعی اولیه حتی پساب تصفیه شده در ایستگاه های هوادهی انجام می شود، گسترده تر است. منطقه اوتروفیکاسیونبیوسنوز در آن، با استفاده از مواد مغذی حاصل، موجودات گیاهی، باغ وحش و باکتریوپلانکتون به سرعت رشد می کنند. رشد زیست توده آنها باعث افزایش کدورت آب می شود، اما در عین حال آب به شدت با اکسیژن فتوسنتزی اشباع می شود. رسوب همزمان فسفات ها، فلزات سنگین و فرآورده های نفتی با سوسپانسیون های بیوژنیک (پلت) افزایش می یابد. باکتری های هوازی اکسیداسیون مواد آلی انسان زا را کامل می کنند که باعث بازیابی خواص ارگانولپتیک طبیعی آب می شود. در نتیجه این فرآیندهای خودپالایی اکوسیستم آبی در حاشیه بیرونی منطقه اوتروفیکاسیون، ترکیب و غلظت مواد شیمیایی، زیست توده و ترکیب موجودات آبزی شبیه به وضعیت اکولوژیکی پس‌زمینه توده آب رودخانه‌ها می‌شود. مخازن، دریاچه ها یا سایر آب ها.

در زیر پوشش یخی روی آب های آلوده محلی که در زمستان یخ می زنند، به دلیل کمبود نور برای فتوسنتز گیاهان آبزی، بازسازی عملکرد طبیعی اکوسیستم آبی بسیار کند می شود. بنابراین، منطقه سمی گسترش می یابد و به یک منطقه کشتار وسیع تبدیل می شود، جایی که ماهی ها و سایر موجودات آبزی به دلیل کمبود اکسیژن می میرند. خودپالایی مخازن با اکسیداسیون مواد ته نشین شده در کف ادامه دارد رسوبات پایینتا زمانی که مصرف اکسیژن در این فرآیند، ذخیره آن را در لایه زیرین آب تمام کند.

آلودگی ثانویه -این عبارت است از حذف ترکیبات بیوژنیک محلول نیتروژن، فسفر، آهن آهن، CO2، سولفید هیدروژن، متان و سایر محصولات حاصل از تجزیه باکتری ها، عمدتاً ریزه ها، و دفع موادی که با مواد معلق رسوب می کنند، از ته ستون آب. وقوع شرایط کاهشی در خلال کمبود 0 2 در هیپولیمنیون ها و سیلت ها. آلودگی ثانویه اغلب شامل تعلیق مجددمواد معلق در آب های کم عمق در طول طوفان، زیرا این فرآیند غلظت مواد را در توده آب مخزن افزایش می دهد.

نقش منفی این دو فرآیند در کاهش کیفیت آب کم، محلی و چند برابر کمتر از آلودگی اولیه و انسانی آنهاست. یکی از دلایل نقش کوچک آلودگی ثانویه آب در مخازن، رژیم اکسیژن به طور کلی مطلوب آنها است، زیرا محصولات تجزیه مواد آلی آزاد شده در آب در شرایط هوازی اکسید می شوند. دومین دلیل برای احتمال کم آلودگی ثانویه، تناوب حالت های تعیین شده سینوپتیکی ستون آب - طبقه بندی چگالی در هوای آرام و آفتابی و طوفانی و/یا همرفتی است. اختلاط عمودیستون آب در سرد و هوای ابری. اغلب مواردی وجود دارد که این فرآیندها به طور متناوب باعث تحریک خود تصفیه آب در مخازن می شوند.

اوتروفیکاسیون انسانی اوتروفیکاسیون 1- پدیده تجمع مواد آلی در آب یک مخزن. در GOST 17.1.1.01-77: "Eutrophication افزایش بهره وری بیولوژیکی است. بدنه های آبیدر نتیجه تجمع مواد مغذی تحت تأثیر عوامل انسانی یا طبیعی. عامل اصلی طبیعی تجمع مواد معلق در کف مخزن و سیلتاسیون تدریجی آن با مواد معدنی و آلی آلوکتون و اتوکتون است. میزان گل‌آلودگی دریاچه‌ها به دلیل نوسانات آب و هوایی و رواناب مواد از حوضه‌های آبریز آنها متفاوت است و می‌تواند با حرکات عمودی لیتوسفر در دوره‌های طولانی آب‌اقلیمی و دوره‌های زمین‌شناسی تسریع و کند شود.

اوتروفیکاسیون انسانی (اوتروفیکاسیون) - پدیده ای ناشی از افزایش جریان مواد غذایی در شبکه هیدروگرافی حوضه های آبریز به دلیل رشد جمعیت و فعالیت های اقتصادی آن. در اوایل قرن بیستم در سال 2018 کشف شد اروپای مرکزیو فراگیر شد. در اجلاس UNEP در سال 1984، اتروفیکاسیون مخازن، رودخانه ها و نواحی ساحلی دریاها از نظر درجه خطر اثرات انسانی جهانی بر محیط زیست در رتبه اول قرار گرفت.خطر اصلی اتروفیکاسیون این است که این پدیده دشوار است. معکوس (Datsenko, 2007). چرخه نوع مرتع مواد را به چرخه آواری تغییر می دهد و متعاقباً ساختار زیستی اکوسیستم را ساده می کند و تعداد گونه های موجودات آبزی را کاهش می دهد. افزایش توده مواد شرکت کننده در چرخه های بیوشیمیایی بزرگ و کوچک آن و به دلیل افزایش بار داخلی مواد مغذی.

ترکیب فرآیندهای وابسته به هم - علائم اوتروفیکاسیون:

• افزایش بار فسفر در اکوسیستم آبی (ارتوفسفات ها جزء اصلی تغذیه معدنی گیاهان آبزی و فیتوپلانکتون ها هستند، زیرا با کمبود نیتروژن و نیترات، بیش از ده گونه از جلبک های سبز آبی قادر به استفاده از N2 هستند. محلول در آب) (کوزنتسوف، 1970)؛
• افزایش تولید سالانه مواد آلی تا حد تخریب آن یا حتی به PPv>D، شیوع طولانی مدت "شکوفه دادن" جلبک های سبز آبی و دینوفیت، که منجر به تجمع مقدار فزاینده ای از مواد آلی در اکوسیستم آبی هر سال؛
• فوق اشباع شدید آب با اکسیژن در اپیلیمنیون و کمبود آن در هیپولیمنیون.
• رشد بیش از حد منطقه ساحلی با گیاهان غوطه ور و هوایی-آبی، ظاهر شدن در میان آنها پوششی از علف اردک شناور، و در سطح - رسوبات پایین در خارج از کمربند ماکروفیت - تشک جلبک(لایه ای متراکم از فیتوپلانکتون های در حال مرگ) از جلبک های سبز آبی و دینوفیت.
• کاهش تنوع گونه ایپلانکتون و بنتوس، ناپدید شدن گونه های با ارزش ماهی (برای آنها، کاهش غلظت 0 2 زیر 6 میلی گرم در لیتر نامطلوب است) - نشانه های آشکارتخریب ساختار زیستی اکوسیستم آبی؛
• بدتر شدن شاخص های ارگانولپتیک کیفیت آب که به دلیل آن برای تامین آب و تفریح ​​نامناسب می شود و جذابیت تفریحی مخازن، رودخانه ها و سواحل دریا از بین می رود.

در نتیجه اوتروفیکاسیون بدنه های آبی، ضخامت لایه تروفوژنیک به دلیل کاهش شفافیت آن کاهش می یابد. و هنگام مرگ شبکهگونه های جلبک (غیر تغذیه ای) در لایه آفوتیک، تجزیه میکروبی آنها باعث کاهش Cb محلول در آب می شود. به همین دلیل، در لایه تروفولیتیک مخزن و در لای های آن، تخریب ریزه ها توسط میکروارگانیسم های بی هوازی با انتشار گازهای دریاچه و ترکیبات آلی صورت می گیرد که به آب قوی و قوی می دهد. بوهای نامطبوع، طعم و رنگ. انباشته شدن OM خودکار تجزیه نشده در سیلت ها تسریع می یابد - منبع آلودگی ثانویهستون آب در طول اختلاط همرفتی- دینامیکی آن از سطح به پایین.

برای محدود کردن اوتروفیکاسیون، سایه انداختن حوضچه های تفریحی، تمیز کردن دوره ای آنها از گل و لای و هوادهی هیپولیمنیون با هوای فشرده پیشنهاد شده است. برای حجم های بزرگ آب، رادیکال ترین راه حل جلوگیری از تخلیه آلاینده ها است.

بدون مخازن، فلزات سنگین تکنولوژیک به شکل بیولوژیکی قابل دسترس تا حدی در طول سیلاب های پرآب در دشت سیلابی ولگا رسوب می کنند و سپس با تجمع تدریجی آنها در علف های علفزار، شیر و گوشت دام در چرخه بیوشیمیایی زمینی ریز عناصر قرار می گیرند. بخش دیگری از رواناب آنها در دوره های کم آب وارد دلتای ولگا و منطقه ساحلی مصب کم آب رودخانه با غلظت بیش از حداکثر غلظت مجاز در طول دوره های کم آب تابستان و زمستان می شود. در ولگا تنظیم نشده با تمام بارهای شیمیایی مدرن، ورود ماهی خاویاریتخم ریزی متوقف می شود. این احتمال وجود دارد که دلتا خود اهمیت ماهیگیری خود را به عنوان بزرگترین منطقه تغذیه ماهیان خاویاری جهان به دلیل سمیت و اتروفیکاسیون تدریجی بدنه های آبی در منطقه دلتا از دست بدهد.

اصول بازسازی اکولوژیکی مخازن. به منظور تنظیم بهره وری بیولوژیکی، تشدید خود تصفیه آب و جلوگیری از هیپرتروفی مخازن، اصولی برای مدیریت تبادل آب داخلی مخازن ایجاد شده است (Edelstein, 1998). این امر مستلزم بازسازی محیطی مخازن موجود، تبدیل (در صورت لزوم) مخازن با تنظیم جریان عمیق فصلی و طولانی مدت به مخازن طبقه و مقطعی.

برای مدیریت موثرتبادل آب داخلی تعداد بهینه بخش های حفاظت از آب را در منطقه آب مخزن تعیین می کند. موقعیت سدهای تقاطع جداکننده آنها از بخش اصلی آبهای عمیق مشخص شده است.در این بخش لازم است حفظ شود. بهترین کیفیتآب با وضعیت مزوتروفیک- اوتروفیک و نوع چرخه "مرتعی" از مواد بیوژنیک و آلی.

در مخازن چند پره، بخش‌های حفاظت از آب می‌توانند به خلیج‌هایی در دهانه‌های شاخه‌های غیرقابل کشتیرانی تبدیل شوند. هنگام سازماندهی یک مخزن پلیس، موارد زیر باید ارائه شود:

I - پایداری تبادل آب خارجی و برنامه ارسال مصوب، تضمین رژیم طراحی برای استفاده از منابع آب.

II - محلی سازی بیشترین بخش از بار شیمیایی خارجی و هجوم رسوب در بخش های حفاظت از آب، که در آن سطح آب در کل فصل رشد در NPU حفظ می شود (شکل 12.14) برای کامل ترین استفاده از انرژی خورشیدی جذب شده توسط آب توسط بیوسنوز آبهای کم عمق برای فرآیندهای خود تصفیه آب و دفن آلاینده ها.

برنج. 12.14. سطح آب در یک مخزن چندبخشی مورفولوژیکی ساده با تنظیم جریان طولانی مدت: آ -در بهار پس از پایان سیل؛ بدر پاییز در پایان فصل رشد؛ V -در زمستان؛

1 - سطح در سیلاب های پرآب و 2 - در سیلاب های کم آب. 3 - سد تقاطعی; 4 - بخش اصلی; 5 - بخش حفاظت از آب; 6 - واحد هیدرولیک.

III - بازیافت آب از بخش های حفاظت از آب در دوره پیش از زمستان (در صورت لزوم) به اصلی برای دوباره پر کردن منابع آب در آن. در فصل بهار ابتدا آب رودخانه ها (کدرترین و آلوده ترین آنها در هنگام بالا آمدن آب زیاد) این بخش ها را پر می کند. پس از این، جریان عبوری آب کند شده در این بخش ها، بخش اصلی را پر می کند. در مواقع اضطراری می توان با بهره برداری زودهنگام بخش های حفاظت از آب را برای دریافت آب های آلوده به ویژه برای جلوگیری از ورود آنها به بخش اصلی آماده کرد. در تابستان در روزهای آرام که جلبک‌ها در سطح آب متمرکز می‌شوند، آب از طریق مجرای آب زیرین به قسمت اصلی تخلیه می‌شود و زمانی که لجن‌های قسمت‌های حفاظت از آب به هم می‌خورد و آب سیل وارد آنها می‌شود، آب تخلیه می‌شود. از طریق سرریزها سطح پایدار در بخش های حفاظت از آب برای توسعه آنتاگونیست های ماکروفیت بهینه است خالصفیتوپلانکتون ایجاد می کند "شکوفه"مخازن در صورت نیاز به تخلیه بخش های حفاظتی آب قبل از زمستان، شرایط زمستانی ماکروفیت ها بهبود می یابد. نواحی کف که در هنگام زهکشی سریع در معرض دید قرار می گیرند، پوشیده از برف خواهند بود. به دلیل رسانایی حرارتی کم پوشش برف، ریزوم های ماکروفیت ها یخ نمی زنند و در بهار با پر شدن بخش ها از آب، توسط یخ از کف پاره نمی شوند.

هنگام اجرای پروژه های بازسازی، مشکل حل می شود استفاده اقتصادیآب‌های کم عمق را با تبدیل بخش‌های حفاظتی آب به مزارع پرورش ماهی یا شکار و ماهی‌گیری، پر از ماکروفیت‌ها و سپس با تسریع گل‌آلودگی آنها، به پلدرهای کشاورزی تبدیل می‌کند. در بخش اصلی، سواحل شنی در طول زهکشی تابستانی گسترش می یابد و نه تنها به افزایش جذابیت تفریحی مخزن کمک می کند، بلکه به تصفیه آب نیز کمک می کند. پساموننقش آن در کانی سازی فیتوپلانکتون خالص در هوای گرم و آرام، زمانی که رشد جلبک های سبز آبی و دینوفیت به "شکوفه" می رسد، 4-5 برابر افزایش می یابد.

تنظیم تبادل آب بین مقاطع از طریق کانال های سطحی و پایینی امکان مهاجرت را فراهم می کند آبزیماهی برای تخم‌ریزی در بخش‌های حفاظت از آب، تغذیه ماهی‌های جوان در آنجا و مهاجرت قبل از زمستان آنها به بخش اصلی برای زمستان‌گذرانی، با خروج سریع آب از بخش‌های حفاظت از آب تحریک می‌شود. این امر باعث افزایش بهره وری ماهی از مخازن و افزایش صید ماهیان مسن در هنگام مهاجرت می شود. در زمستان، لایه زیرین بخش اصلی توسط جریان چگالی 1 هوادهی می شود. در تابستان، زمانی که سوراخ های پایینی سدهای تقاطع بسته می شوند، بار فسفر در ناحیه تروفولیتیک به شدت کاهش می یابد.

در مخازنی که به طور اجتناب ناپذیری به دلیل گل و لای شدن به تدریج پیر می شوند، مساحت آنها پس از بازسازی سریعتر از حجم آنها کاهش می یابد، زیرا ابتدا قسمت های حفاظت از آب گل و لای می شوند. سیلتاسیون بخش اصلی کند خواهد شد. در نتیجه، عمق متوسط ​​مخزن بازسازی شده افزایش می یابد و هدررفت آب در اثر تبخیر کاهش می یابد، طول عمر آن افزایش می یابد که مورد توجه همه صنایع است. مدیریت آببا استفاده از منابع آبی، زیستی و تفریحی آن.

سوالات کنترلی:

• 1. فرآیندهای اصلی که تبدیل درون مخزن انرژی و مواد را انجام می دهند کدامند؟
• 2. تولید اولیه و تخریب مواد موجود در آب، مواد مغذی چیست؟
• 3. تبادل گاز یک مخزن با اتمسفر شامل چه فرآیندهایی است و شدت این فرآیندها به چه عواملی بستگی دارد؟
• 4. چرا فتوسنتز شدید جلبک ها باعث آزاد شدن اکسیژن، افزایش قلیایی آب و تشکیل کلسیت کموژنیک می شود؟
• 5. نقش باکتری های هوازی، بی هوازی و آهن در تبدیل مواد موجود در آب و سیلت کف چیست؟
• 6. موجودات آبزی با توجه به زیستگاه آنها در توده های آبی به چه گروه هایی تقسیم می شوند؟
• 7. موجودات آبزی اتوتروف، هتروتروف، مصرف کننده، تجزیه کننده کدامند؟
• 8. هرم تغذیه ای، سطوح تغذیه ای، حلقه باکتریایی، چرخه های تغذیه چرا و چرا چیست؟
• 9. اصل روش بطری برای تعیین تولید اولیه (ناخالص و خالص) و تخریب در یک آب چیست؟
• 10. چه مواد آلی پایدار، ناپایدار در نظر گرفته می شوند، پیدایش مواد آلی محلول و معلق چیست؟
• 11. تفاوت بین آب های چهار نوع اصلی حالت تغذیه ای چیست؟
• 12. بهره وری مخازن در عرض های جغرافیایی قطب شمال، معتدل و بین گرمسیری چه تفاوت هایی دارد؟
• 13. چه فرآیندهایی فصل رشد را در آب های قطب شمال و عرض های جغرافیایی معتدل آغاز و به پایان می رساند؟
• 14. علت و تفاوت "شکوفایی" بهار و تابستان مخازن اوتروفیک چیست؟
• 15. چرا «فاز آب پاک» از ابتدای تابستان در مخازن تولیدی بیولوژیکی آغاز می شود؟
• 16. تشکیل چرخه بزرگ و کوچک مواد در مخازن دیمیکتیک و مونومیکتیک شامل چه فرآیندهایی است؟
• 17. تفاوت بین لایه تروفوژن و تروفولیت در یک مخزن چیست؟ "نقطه جبران" چیست و چه تغییری در عمق آن در طول روز و در شرایط مختلف آب و هوایی وجود دارد؟
• 18. هیسترزیس اکسیژن چیست؟ طبقه بندی ارتوگراد و کلینوگراد اکسیژن محلول؟ در کدام نوع از آب های تغذیه ای مشاهده می شوند؟
• 19. چه فرآیندهایی دو مرحله از حالت تغذیه ای مخازن دره را متمایز می کند؟ تفاوت بین مناطق تروفوژن و تروفولیت در آنها چیست؟
• 20. چه فرآیندهای درون مخزنی باعث تغییر غلظت مواد در آب مخازن می شود و کدامیک منجر به آلودگی و خودپالایی آن می شود؟
• 21. چه فرآیندهایی به خودپالایی آب در منبع آلودگی آن در مناطق سمی و اوتروفیکاسیون کمک می کند؟
• 22. چه عواملی میزان ماندگاری مواد در آب را تعیین می کند؟ چرا میزان نگهداری مواد در مخازن بیشتر از دریاچه ها است؟
• 23. اوتروفیکاسیون طبیعی توده های آبی چه تفاوتی با اوتروفیکاسیون آنها دارد؟
• 24. چه اقداماتی می توان برای تخلیه آب حوض، دریاچه، مخزن و ... به کار برد؟

UNEP (UNEP - برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد) - برنامه سازمان ملل برای محیط(از سال 1972).

اوتروفیکاسیون اشباع یک مخزن با عناصر فعال بیولوژیکی است که مشخصه اکوسیستم آن نیست. متأسفانه زمان هایی فرا رسیده است که محیط بانان باید زنگ خطر را به صدا درآورند و خواهان تصفیه آب برای حفظ همه گونه های موجود در این جهان هستند.

مردم و سیاره

انسان تنها چیز است موجود زندهروی زمین که نتوانست با آن روابط هماهنگ برقرار کند. اگر ظهور و تکامل هر گونه را به دقت مطالعه کنید، می توانید ردیابی کنید که چگونه آنها با شرایط سیاره سازگار شدند یا از چهره آن ناپدید شدند و تنها انسان تصمیم گرفت که هستی منحصراً برای او ایجاد شده است و از آن برای اهداف خود بهره برداری می کند. . نسل امروز می بیند که مردم با آگاهی از برتری خود نسبت به سایر موجودات زنده چگونه برخورد کردند. برکه های شکوفه، دریاهای مرده، صحراهای در حال پیشروی تنها بخش کوچکی از آنچه بشر در طول وجود خود انجام داده است.

اکثر آسیب بزرگطبیعت در قرن بیستم آسیب دید و به دلیل توسعه صنایعی مانند:

• صنایع شیمیایی که جایگاه پیشرو در صنایع غذایی، نساجی، مهندسی، دارویی، کشاورزی و بسیاری از صنایع دیگر را به خود اختصاص داده است.
• احیای اراضی که در آن توزیع نادرست منابع آب، ساخت سدها و سایر سازه ها منجر به اختلال در اکوسیستم معمول آب ها شد. اغلب نتیجه این امر اوتروفیکاسیون بعدی است (این غنی سازی یا مسمومیت آب با عناصری است که مشخصه ترکیب آن نیستند). اینطوری بود دریای آرالزمانی که در دهه 60 قرن گذشته به دلیل دریافت آب بسیار زیاد از آمودریا و سیر دریا تغذیه کننده آن، 13 متر کم عمق شد. همه اکولوژیست ها در جهان می دانند که دریای آرال امروز چگونه است.
• برقی شدن کشور، که در دهه 30 قرن بیستم انجام شد، همچنین دلیلی شد برای فرسودگی بعدی بدنه های آبی، زیرا منجر به ساخت و ساز شد. مخازن مصنوعی. آنها توسط یک سد از جریان اصلی رودخانه قطع شده بودند، آنها حرکت آب و محل تخم ریزی طبیعی ماهی ها را مسدود کردند، که اکوسیستم رودخانه را مختل کرد، و ذخیره ماهی های بعدی نتوانست تغییر چندانی در آن ایجاد کند.

انسان هرگز با کره زمین «دوست» نشده است، زیرا تنها بخش کوچکی از مردم مقیاس فاجعه جهانی را درک می کنند و اعضای احزاب و سازمان هایی هستند که در حفاظت از محیط زیست نقش دارند.

منطقه آبی سیاره

مفهوم هیدروسفر شامل آب های اقیانوس جهانی و آب های واقع در خشکی می شود. در میان دومی ها نه تنها باتلاق ها، دریاچه ها و رودخانه ها، بلکه یخچال های طبیعی کوهستانی، قطب جنوب، گرینلند و آب های زیرزمینی نیز وجود دارند.

بیشتر آب در دریاها و اقیانوس ها (94 درصد) در حالت مایع یا جامد متمرکز شده است. 6 درصد باقیمانده از توده های آبی به دست می آید. این واقعیت که کل هیدروکره سیاره یک کل واحد است که نمی توان آن را مختل کرد، مشترک بودن آب های آن نشان می دهد:

• از طریق بخارات اتمسفر و چرخه آب در طبیعت، آنها می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
• سطح اقیانوس جهانی تقریباً از نظر سطح یکسان است.
• ترکیب آب دریاها و اقیانوس ها روی زمین تقریباً یکسان است و از 35 درصد نمک تشکیل شده و طعم تلخ و شوری به آن می دهد.

از آنجایی که همه چیز در این سیاره تا یک درجه حاوی مایع است، اهمیت آن در اکوسیستم مهم ترین است: بدون آب - بدون زندگی. بیابان هایی که برخی از آنها قبلاً کف اقیانوس بوده اند، گواه این امر است.

عجیب است که امیدوار باشیم که "برگرداندن رودخانه ها" که در اتحاد جماهیر شوروی به خاطر صنعتی شدن کشور انجام شد، یا انتشار زباله های شیمیایی در کشورهای دیگر، عواقبی را به دنبال نداشته باشد که در این شکل ظاهر می شود. بلایای طبیعی V مناطق مختلفصلح دلایل فرسایش اقیانوس جهانی امروز دقیقاً نتیجه کاری است که بشر در قرن بیستم انجام داد.

مهم: چنین بازی های "خدایان"، هنگامی که مردم به خاطر سود خود اکوسیستم سیاره را نقض می کنند، نه تنها به هیدروکره آن مربوط می شود. جنگل زدایی در آمازون منجر به تشکیل سوراخ های ازندر جو و تغییرات آب و هوایی در سراسر زمین.

متأسفانه بشریت هنوز این همه را درک نکرده است سیستم اکولوژیکیسیارات موجودی واحد هستند که از میلیون ها عنصر تشکیل شده است که هر یک برای بقای کلی مهم هستند. تلاش‌ها برای جلوگیری از اتروفیکاسیون بدنه‌های آبی امروزه تلاش‌های رقت‌باری برای بازگرداندن آن‌ها به حالت اولیه‌شان است، مشابه آنچه توسط خود طبیعت ایجاد شده است.

اجزای غیر زنده آب

این نه تنها زیستگاه میلیون ها موجود زنده است، بلکه به دلیل خواصی که دارد، یک انباشته کننده انرژی خورشیدی است:

• چگالی آن 800 برابر بیشتر از هوا و ویسکوزیته آن 55 برابر است.
• کنار آب بالاترین سطحظرفیت گرمایی، که بر شکل گیری آب و هوا روی زمین تأثیر می گذارد.
• توده های آب به دلیل حرکت در فضا (چرخه در طبیعت)، ترکیب شیمیایی و فیزیکی مشخصه خود را حفظ می کنند.
• عوامل غیرزیستی نیز شامل تغییرات دما (سطح گرم شدن) بسته به عمق آب‌ها می‌شود.
• میزان بقای موجودات تنفسی در آن به میزان اشباع اکسیژن آب بستگی دارد.
• اسیدیته - همچنین شاخص مهم، از آنجایی که ساکنان مخازن، عادت کرده و در یک سطح زنده می مانند، اگر شاخص آن در یک جهت یا جهت دیگر تغییر کند، می میرند.
• شفافیت سطح آب، عمق رژیم نوری آن را تعیین می کند.

مهم: آخرین عامل بر توسعه، فتوسنتز و توزیع میکروارگانیسم های سبز، فیتوپلانکتون، آلی تأثیر می گذارد. مواد مفیدو سطح پس انداز آنها.

فرآیند اوتروفیکاسیون توده‌های آبی زمانی شروع می‌شود که یک یا چند عامل غیرزیستی مختل شوند. فرض کنید دلیل مرگ موجودات زنده در آن با کدورت آب ناشی از افزایش میزان مواد معدنی و آلی وارد شده به آن توسط فاضلاب صنعتی مرتبط است. برای تغییر این، لازم است که علت ایجاد کدورت را از بین ببرید (بدون تخلیه)، پس از آن آب تصفیه می شود و به دنبال آن اشباع آن با مواد و ارگانیسم های مشخصه اکوسیستم آن انجام می شود.

اوتروفیکاسیون مرگ قطعی همه موجودات زنده است، نه تنها در آب، بلکه در مناطق اطراف. از آنجایی که جانوران و گیاهان ساحلی به طور مستقیم به پاکیزگی فضای آبی اطراف که نه تنها محل سکونت آنهاست، بلکه منطقه تغذیه و تکثیر آنها نیز بستگی دارند، زیستگاه آنها با تخریب آن از بین می رود.

فعالیت متقابل موجودات زنده در آب

در طول میلیون‌ها سال زندگی در این سیاره، روابط نزدیکی بین ساکنان آن ایجاد شده است که شکستن آن می‌تواند نه تنها یک گونه از حیوانات، بلکه کل اکوسیستم را نابود کند. چنین نوساناتی در یک جهت یا دیگری همیشه باعث واکنش طبیعت می شود. به عنوان مثال، جزیره سنت هلنا را در نظر بگیرید، که جنگل های آن تقریباً به طور کامل توسط بزهایی که در ابتدای قرن شانزدهم به اینجا آورده شده بودند، نابود شدند. همراه با آنها حیوانات و پرندگان - بومی این مکان - منقرض شدند. همین تصویر را می توان در برخی از جزایر اقیانوسیه مشاهده کرد.

همیشه نمی توان به موقع چنین تغییرات آشکاری را در آب مشاهده کرد، زیرا دلایل تسریع اوتروفیکاسیون بدنه های آبی همیشه واضح نیست. به عنوان مثال، در طول سیل، شستن لایه های بالایی خاک بارور شده با مواد آلی خطرناک به نظر نمی رسد تا زمانی که دریاچه یا رودخانه شکوفا شود و ماهی به سمت بالا شناور شود.

نیاز به تمیز کردن زمانی ظاهر می شود که عوامل زیستی مشخصه یک منطقه معین نقض شود. این پدیده ها به معنای روابط موجودات زنده ساکن در یک مخزن است که به غیر مستقیم و مستقیم تقسیم می شوند. اولی شامل عواملی است که فعالیت زندگی آنها مستقیماً به آنها بستگی ندارد. به عنوان مثال، جلبک ها غذای هیچ موجودی نیستند، اما حضور آنها در یک مخزن بر اشباع آب از اکسیژن مورد نیاز آنها تأثیر می گذارد.

وابستگی مستقیم زمانی است که ارتباط بین آنها به قدری نزدیک باشد که کافی است یک حلقه در زنجیره غذایی ناپدید شود تا چندین گونه مرتبط با آن به طور همزمان از بین بروند. به عنوان مثال، نشت نفت در اقیانوس باعث مرگ پلانکتون ها می شود که ناپدید شدن آن منجر به گرسنگی بسیاری از موجودات زنده ای می شود که غذای آنهاست.

چنین بلایای طبیعی باعث اتروفیکاسیون یک منطقه معین از آب می شود. برای بازگرداندن تعادل قبلی، لازم است یک محیط مساعد برای رشد و تولید مثل پلانکتون در محل مرگ آن ایجاد شود - این یک فرآیند بسیار طولانی و پرهزینه است که اگر مردم از باد، خورشید یا جزر و مد به عنوان سوخت استفاده کنند، می توان از آن اجتناب کرد. به جای منابع طبیعی

ساختار اقیانوس جهانی

زمین و آب هر دو به دو دسته تقسیم می شوند مناطق طبیعیکه هر یک از آنها توسط یک اکوسیستم جداگانه مشخص می شود. مشخص است که ساکنان دریاها، رودخانه ها و دریاچه ها در اعماق مختلف زندگی می کنند و "جامعه هایی" را تشکیل می دهند که شامل میکروارگانیسم های ساده و گیاهان، ماهی ها و حیوانات است.

هر ردیف طبقه خود را دارد رژیم دما، میزان اشباع آب از اکسیژن و نور و ساکنان آن قلمرو خود را ترک نمی کنند و جزء لاینفک محیط ذاتی آن است. بنابراین ساکنان اعماق زنده نمی مانند، با بالا آمدن به سطح آب، همین اتفاق برای کسانی می افتد که منطقه خود را ترک می کنند و به پایین فرو می روند.

در صورتی که هر یک از اجزای چنین لایه ای نقض شود، تمام ساکنان آن آسیب می بینند. به عنوان مثال، حتی یک افزایش جزئی در دمای آب اقیانوس توسط مدت زمان طولانیمنجر به سفید شدن و مرگ صخره های مرجانی می شود که همراه با آن ساکنان آنها می میرند. فضای خالی توسط جلبک ها اشغال شده است که منجر به جایگزینی کامل اکوسیستم موجود می شود که به عنوان یک قاعده قابل ترمیم نیست. این نه تنها در مورد مرجان ها، بلکه برای ساکنان آب های شیرین که به دلیل شکوفه های سریع جلبک ها از بین می روند، صدق می کند.

دانشمندان بر این باورند که اوتروفیکاسیون سریعترین راه برای برهم زدن یک اکوسیستم است، اما این تنها راه نیست. انواع مختلفی از آلودگی آب وجود دارد که پس از برخی از آنها نمی توان متعاقباً آن را بازسازی کرد، زیرا برای "تغذیه" بدنه های آبی با میکروارگانیسم های لازم و عناصر فعال زیستی کافی نیست. تلاش برای بازگرداندن شرایط زندگی آنها با در نظر گرفتن همه عوامل زنده و غیر زنده ضروری است که انجام آن بسیار دشوار است.

انواع آلاینده های بیولوژیکی

اگر 8-10 روز طول بکشد تا به طور طبیعی جو تمیز شود، برای اقیانوس جهانی 2500 سال طول می کشد، آب های زیرزمینی آلوده می توانند در 1400 سال تمیزتر شوند، برای یک دریاچه این مدت حداقل 17-20 سال است و برای رودخانه ها - تا 20 روز به همین دلیل است که جلوگیری از اوتروفیکاسیون آب بسیار مهم است.

اگر حجم اقیانوس جهانی در این سیاره کاهش یابد، انسان با همان انقراض تدریجی روبرو خواهد شد. موجودات دریایی. آب و هوای زمین برای همیشه تغییر خواهد کرد که منجر به شروع یک بیابان خواهد شد و همانطور که نویسندگان ژانر آخرالزمان به خوانندگان خود نشان می دهند، هزینه آب بیشتر از جان انسان خواهد بود.

دلایل متعددی برای اوتروفیکاسیون بدنه های آبی وجود دارد:

• آلودگی بیولوژیکی؛
• تغییر شیمیایی در ترکیب آب؛
• آلودگی فیزیکی

بیشتر مواد مغذی از طریق فاضلاب صنعتی و فاضلاب شهری وارد آب‌ها می‌شوند و از طریق باران و عناصر تجزیه در محل‌های تخلیه زباله به آب‌های زیرزمینی وارد می‌شوند. کشاورزی خسارت خاصی به بار می آورد. به عنوان مثال، یک مجتمع تغذیه دام به تنهایی با حداکثر 10000 دام، سالانه همان مقدار زباله بیوژنیک تولید می کند که یک شهر با جمعیت صد هزار نفری.

کودهای آلی و معدنی که توسط باران از مزارع شسته می شوند آسیب کمتری ندارند. همه اینها منجر به غنی سازی سریع آب با عناصر فعال زیستی می شود و اولین نشانه های اوتروفیکاسیون به شکل رشد جلبک های سبز آبی و تولید مثل سریع آنها ظاهر می شود. پس از مدتی، کل مخزن پر از شکوفه آنها می شود که باعث سوختن اکسیژن و نابودی کامل تمام موجودات موجود در آن می شود.

چنین اتروفیکاسیون انسانی ناشی از آلودگی با زباله های سمی نیست، بلکه به دلیل افزایش مواد مغذی به ظاهر ایمن در آب است که منطقه را به یک فاجعه زیست محیطی با تمام عواقب متعاقب آن سوق می دهد: تخریب گیاهان و جانوران، افزایش بیماری ها. در میان افرادی مانند وبا، هپاتیت و عفونت های روده ای.

انواع آلودگی های شیمیایی

بیشترین خطر ناشی از آلودگی آب به سرب، جیوه یا نمک های سایر فلزات سنگین است که منجر به اتروفیکاسیون دریاچه ها و رودخانه هایی می شود که شرکت های صنعتی در حاشیه آن ها قرار دارند. روغن و مشتقات آن ضرر کمتری ندارند. آلودگی دریاها و اقیانوس ها توسط آنها در سال به 10 میلیون تن می رسد و امروزه مساحت کلپوشش 1/5 سطح آب زمین است.

مهم: 10 متر مربع فیلم روغن روی سطح آب باعث مرگ نه تنها ارگانیسم های ساکن در منطقه آسیب دیده، بلکه باعث مرگ حیوانات و پرندگان نیز می شود که در محدوده آن زندگی می کنند.

منبع دیگری که باعث اوتروفیکاسیون می شود نیترات ها و فسفات ها هستند که 1 میلی گرم در لیتر آن پلانکتون ها را از بین می برد و 5 میلی گرم در لیتر منجر به مرگ ماهی می شود.

از زمان شکست مخازن مواد شیمیاییباعث مهار کلیه فرآیندهای زیستی طبیعی در آنها می شود، بنابراین چنین شرایطی را بلایای زیست محیطی می گویند که منجر به مرگ محیط زیست می شود.

انواع آلودگی فیزیکی آب

راه دیگر برای تأثیرگذاری بر آب، تغییر فیزیکی خواص آن است. شکار در بدنه های آبی تأثیر بسیار زیادی بر ترکیب آن دارد. دانشمندان تخمین می زنند که یک میلیون شکارچی با شلیک فقط یک گلوله در هر گلوله بیش از 30 تن سرب را در آب آزاد می کنند که منجر به اتروفیکاسیون می شود.

مضرات کمتری در اثر گرم شدن سطح مخازن توسط نیروگاه های حرارتی زباله های ریخته شده در آنها ایجاد نمی شود. آب گرم. در عین حال، اشباع اکسیژن آن به تدریج کاهش می یابد و در مقابل تعداد میکروارگانیسم های بیماری زا افزایش می یابد که منجر به نابودی کاملزندگی در منطقه آلوده

عواقب اوتروفیکاسیون بدنه های آبی اسفناک ترین است. به عنوان یک قاعده، احیای آنها به تلاش و سرمایه گذاری مالی زیادی نیاز دارد، زیرا نه تنها شامل تصفیه آب و بازتولید اکوسیستم سابق در آن، بلکه نظم بخشیدن به کل قلمرو مجاور است. فقط در کشورهای بسیار توسعه یافته هنجارهای قانونی و پول خاصی برای این کار در بودجه وجود دارد.

چه باید کرد؟

امروزه راه های زیادی برای از بین بردن تمام زندگی در اقیانوس ها وجود دارد، اما تنها دو راه برای رفع همه چیز وجود دارد:

1. تخریب مزارع جلبک ها که به نوبه خود باعث کاهش اکسیژن محلول در آب می شود.
2. از بین بردن علل اوتروفیکاسیون.

اجرای این اقدامات مستلزم تصویب قوانین مناسب، تدوین برنامه های بلندمدت و سرمایه گذاری های مالی است. اگر امروز این کار انجام نشود، نسل های بعدی مردم در جهانی زندگی خواهند کرد که توسط بسیاری از نویسندگان داستان های علمی تخیلی توصیف شده است.

یک فاجعه در مقیاس جهانی

آگاهی از بزرگی فاجعه زیست محیطی و پیامدهای آن، وظیفه اصلی دولت های همه کشورهای روی کره زمین است. بازگرداندن طبیعت به حالت بکر آن بسیار دشوارتر از تخریب آن است، بنابراین افرادی که بخشی جدایی ناپذیر از اکوسیستم یکپارچه زمین هستند، باید مسئولیت کامل آنچه در جهان اتفاق می افتد را بپذیرند، تنها پس از آن تغییرات به سوی بهتر شدن امکان پذیر است.

اوتروفیکاسیون افزایش بهره وری بیولوژیکی بدنه های آبی در نتیجه تجمع مواد مغذی در آب تحت تأثیر عوامل انسانی و طبیعی است.

اوتروفیکاسیون یک فرآیند طبیعی در تکامل یک مخزن است. از لحظه تولد، یک مخزن در شرایط طبیعی چندین مرحله را در توسعه خود طی می کند: در مراحل اولیه از اولتراولیگوتروف به اولیگوتروف، سپس مزوتروف می شود و در نهایت مخزن تبدیل به اوتروفیک و هایپریوتروفیک می شود - "پیری" و مرگ مخزن با تشکیل یک باتلاق رخ می دهد. اگر در شرایط طبیعی اتروفیکاسیون یک دریاچه 1000 سال یا بیشتر طول بکشد، آنگاه در نتیجه تأثیرات انسانی این می تواند صد یا حتی هزار بار سریعتر اتفاق بیفتد.

اوتروفیکاسیون انسانیبا ورود مقادیر قابل توجهی از مواد مغذی، به ویژه نیتروژن و فسفر، به آب مرتبط است. اگر نسبت نیتروژن کل به کل فسفر کمتر از 10 باشد، آنگاه محصول اولیهفیتوپلانکتون توسط نیتروژن، در N: P> 17 - توسط فسفر، در N: P = 10-17 - توسط نیتروژن و فسفر به طور همزمان محدود می شود. برای مخازن منطقه ی معتدلفسفر نقش تعیین کننده ای دارد. در حال حاضر، غلظت بحرانی نیتروژن و فسفر (شامل فسفر کل، ارتوفسفات ها، نیتروژن کل و نیتروژن معدنی محلول آمونیوم، نیتریت ها و نیترات ها) در هنگام اختلاط شدید آب ها که شرایط بالقوه ای برای شکوفه های جلبکی ایجاد می کند، به شرح زیر است: برای فسفر .001 mg /dm 3، برای نیتروژن 0.3 mg/dm 3.

اجزای بیوژنیک هم از طریق آب و هم از طریق هوا وارد اکوسیستم های طبیعی می شوند. آلاینده های اصلی آب با مواد مغذی کودهای نیتروژن و فسفر، فضولات دام و آفت کش های حاوی فسفر هستند. اوتروفیکاسیون می تواند ناشی از ساخت مخازن بدون تمیز کردن مناسب بستر، ساخت سدها، تشکیل مناطق راکد، آلودگی گرماییآب، تخلیه فاضلاب، به ویژه فاضلاب شهری حاوی مواد شوینده، از جمله آنهایی که تحت تصفیه بیولوژیکی قرار گرفته اند،

معیارهای اصلی برای توصیف اوتروفیکاسیون بدنه های آبی عبارتند از:

· کاهش غلظت اکسیژن محلول در ستون آب.

· افزایش محتوای ذرات معلق، به ویژه با منشاء آلی.

افزایش غلظت فسفر در رسوبات کف.

· کاهش نفوذ نور (افزایش کدورت آب).

· افزایش غلظت گازهای تشکیل شده در هنگام تجزیه بقایای آلی با کمبود اکسیژن - آمونیاک، متان، سولفید هیدروژن.

· نشانگر اسیدیته آب در 100٪ اشباع اکسیژن (pH 100٪).

· تغییر مداوم جمعیت جلبک ها با غلبه جلبک های سبز آبی و سبز.

افزایش قابل توجهی در زیست توده فیتوپلانکتون.

· تشخیص آلژیتوکسین ها.

غلظت کلروفیل a که رنگدانه اصلی فتوسنتزی است، معمولاً به عنوان نشانگر مستقیم وضعیت تغذیه ای یک مخزن استفاده می شود. مقدار غلظت آن در یک نمونه آب یک شاخص معرف زیست توده جلبک است، که یک اندازه گیری دقیق از اوتروفیکاسیون بدنه های آبی است. بنابراین، تعیین کلروفیل "a" به طور منظم هنگام اندازه گیری "واکنش" بدنه های آبی به بارگذاری مواد مغذی به منظور بازیابی آنها استفاده می شود.

به دلیل تکثیر انبوه جلبک های سبز آبی که باعث "شکوفایی" آب می شود، شرایط زندگی موجودات آبزی و کیفیت آب، به ویژه خواص ارگانولپتیک آن، بدتر می شود. جلبک‌های سبز آبی در نتیجه فعالیت حیاتی خود، تحت شرایط خاصی سموم قوی تولید می‌کنند که برای موجودات زنده و انسان خطرناک است. نه رنگ دارند و نه بو و با جوشیدن از بین نمی روند. آلژیتوکسین ها از نظر سمیت مشابهی ندارند. آنها می توانند باعث سیروز کبدی، درماتیت در انسان، مسمومیت و مرگ حیوانات شوند.