Menü
Ücretsiz
Kayıt
Ev  /  Karanlık noktalar/ Su kütlelerinin ötrofikasyonu sorunu. Ötrofikasyon - nedir bu? Sürecin nedenleri, işaretleri ve sonuçları. Fiziksel su kirliliği türleri

Su kütlelerinin ötrofikasyonu sorunu. Ötrofikasyon - nedir bu? Sürecin nedenleri, işaretleri ve sonuçları. Fiziksel su kirliliği türleri

1. Ötrofikasyon, başta nitrojen ve fosfor bileşikleri olmak üzere "biyojenik elementler" olarak adlandırılan maddelerin rezervuara aşırı alımı nedeniyle su kalitesinin bozulması sürecidir. Ötrofikasyon, besinlerin bölgeden su kütlelerine sürekli olarak akması ile ilişkili normal bir doğal süreçtir. drenaj alanı. Ancak, Son zamanlarda Nüfus yoğunluğunun yüksek olduğu veya tarımın yoğun olduğu bölgelerde, belediye atık sularının, hayvancılık çiftliklerinden ve işletmelerden gelen atık suların su kütlelerine boşaltılması nedeniyle bu sürecin yoğunluğu birçok kez artmıştır. Gıda endüstrisi ve ayrıca aşırı uygulanan gübrelerin tarlalardan yıkanıp gitmesi nedeniyle.

Ötrofikasyonun su kütlelerinin ekosistemleri üzerindeki etki mekanizması aşağıdaki gibidir.

1. Üst su ufuklarındaki besin içeriğindeki artış, bu bölgedeki bitkilerin (öncelikle fitoplanktonun yanı sıra kirletici algler) hızlı gelişmesine ve fitoplanktonla beslenen zooplankton sayısında artışa neden olur. Sonuç olarak suyun şeffaflığı keskin bir şekilde azalır, nüfuz derinliği Güneş ışınları azalır ve bu da dip bitkilerinin ışık eksikliğinden ölmesine yol açar. Tabanın ölümünden sonra su bitkileri Bu bitkilerin yaşam alanı oluşturduğu veya besin zincirinde daha yüksek bir halka oldukları diğer organizmaların ölüm sırası gelir.

2. Üst su ufuklarında büyük ölçüde çoğalan bitkiler (özellikle algler), çok daha büyük bir toplam vücut yüzeyine ve biyokütleye sahiptir. Geceleri bu bitkilerde solunum süreci devam ederken fotosentez gerçekleşmez. Bunun sonucunda sabahın erken saatlerinde sıcak günlerüst su ufuklarındaki oksijen pratik olarak tükenmekte ve bu ufuklarda yaşayan ve oksijen içeriğine ihtiyaç duyan organizmaların ölümü gözlemlenmektedir ("yaz ölümü" olarak adlandırılan olay).

3. Ölü organizmalar er ya da geç rezervuarın dibine çöker ve orada çürürler. Ancak 1. paragrafta belirttiğimiz gibi ötrofikasyon nedeniyle dipteki bitki örtüsü ölüyor ve burada neredeyse hiç oksijen üretimi olmuyor. Ötrofikasyon sırasında bir rezervuarın toplam üretiminin arttığını (bkz. madde 2) dikkate alırsak, alt ufuklarda oksijen üretimi ve tüketimi arasında bir dengesizlik olur, burada oksijen hızla tüketilir ve tüm bunlar ölüme yol açar. Oksijen gerektiren dip ve bentik faunanın Kapalı sığ su kütlelerinde kışın ikinci yarısında gözlenen benzer bir olaya "kış ölümü" denir.

4. Oksijenden mahrum kalan dip toprağında, fenoller ve hidrojen sülfür gibi güçlü zehirlerin ve çok güçlü bir “sera gazı”nın oluşmasıyla ölü organizmaların anaerobik ayrışması vardır (bu bağlamda etkisi 120'dir). metan gibi karbondioksitten kat daha büyük. Sonuç olarak, ötrofikasyon süreci rezervuardaki flora ve fauna türlerinin çoğunu yok eder, ekosistemlerini neredeyse tamamen yok eder veya büyük ölçüde dönüştürür ve suyunun sıhhi ve hijyenik özelliklerini, yüzme için tamamen uygunsuzluğa kadar büyük ölçüde bozar ve içme suyu temini.

Konuyla ilgili daha fazla makale

Radyonüklitlerin balıklar üzerindeki etkisi
Bir yandan nükleer enerjinin gelişimi, diğer yandan artık küresel boyutlara ulaşan biyosfer üzerindeki insan etkisinin giderek artması tehlikesi, sonuçlarının bilimsel olarak analiz edilmesini zorunlu kılmaktadır...

Dünya Okyanusu
Suyun kapladığı alan kara alanından 2,5 kat daha büyük olduğundan gezegenimize Okyanusya denilebilir. Okyanus suları yüzeyin neredeyse 3/4'ünü kaplıyor küre Yaklaşık 4000 m kalınlığındaki katman, %97'si hidrokarbondan oluşuyor...

su kütlelerinin ve su yollarının antropojenik ötrofikasyonu; bu, insan faaliyetleriyle ilişkili su kütlelerinin trofik seviyesindeki bir artış anlamına gelir; bu, bunlara aşırı miktarda besin (nitrojen, fosfor) verilmesinden kaynaklanır ve buna ekosistemlerdeki karakteristik bir dizi değişiklik eşlik eder.

Su kütlelerinin biyolojik, kimyasal ve ötrofikasyon derecesini değerlendirmek fiziksel göstergeler, yüzey açısından farklı ve derin Sular. Ötrofikasyonun ana etkenleri, esas olarak nitrat ve fosfat formundaki nitrojen ve fosfor bileşikleri olabilir. Ötrofikasyon sırasında su ekosistemi sırayla birkaç aşamadan geçer. İlk olarak suda nitrojen ve/veya fosforun mineral tuzları birikir. Bu aşama, kural olarak kısa ömürlüdür, çünkü gelen sınırlayıcı unsur hemen dolaşıma dahil olur ve yoğun alg gelişimi aşaması başlar. Fitoplanktonun biyokütlesi artar, suyun bulanıklığı artar ve suyun üst katmanlarındaki oksijen konsantrasyonu artar. Daha sonra alglerin ölme aşaması gelir ve döküntülerin aerobik bozunması meydana gelir. Alt siltler yoğun bir şekilde çökelmiştir. artan içerik organikler. Zoosinozdaki değişiklikler not edilir (yedekleme) somon balığı sazan).Sonunda derin katmanlardaki oksijen tamamen kaybolur ve anaerobik fermantasyon başlar. Hidrojen sülfür, kükürt oluşumu ile karakterize edilir organik bileşikler ve amonyak.

Rezervuar oluşturmanın çevresel sonuçları

Rezervuarların oluşturulmasının çevresel sonuçları Olumsuz: Verimli arazilerin önemli alanlarının su basması, bitişik bölgenin su basması; Mod değiştirme yeraltı suyu(tuzlanma, su basması vb.); Banka işlemleri; Sismik aktivitenin aktivasyonu. Olumlu: Sürdürülebilir nehir akışında artış; Taşkınların yıkıcı sonuçlarının azaltılması; Rezervuar su akışının birikmesi; Nehir ağızlarındaki koylardaki göllerin aşırı büyüme süreçlerinin azaltılması

Hidrosfer koruması

Yüzey suları tıkanmaya (büyük döküntülerle kirlenmeye), kirlenmeye ve tükenmeye karşı korunur.

Tıkanmayı önlemek için inşaat atıklarının yüzey sularına ve akarsulara karışmasını önleyecek tedbirler alınır, katı atık, kereste rafting artıkları ve su kalitesini olumsuz etkileyen diğer maddeler, balık habitat koşulları vb. En önemli ve en zor sorun, yüzey sularının kirlilikten korunmasıdır.Bu amaçla aşağıdaki çevre koruma önlemleri öngörülmektedir: atıksız ve susuz teknolojiler; geri dönüşüm su tedarik sistemlerinin tanıtılması; atık su arıtımı (endüstriyel, belediye vb.); atık suyun derin akiferlere enjeksiyonu; su temini ve diğer amaçlarla kullanılan yüzey suyunun arıtılması ve dezenfeksiyonu. Atık su bileşiminin çok çeşitli olması nedeniyle, arıtılması için çeşitli yöntemler vardır: mekanik, fizikokimyasal, kimyasal, biyolojik vb. Mekanik arıtma sırasında, değişen derecelerde dağılıma sahip çözünmeyen mekanik yabancı maddelerin (kum, kil parçacıkları, ölçek vb.) ve evsel atık sulardan -% 60'a kadar. Ana sayfaya kimyasal yöntemler nötrleştirme ve oksidasyonu içerir. İlk durumda, asitleri ve alkalileri nötralize etmek için atık suya özel reaktifler (kireç, soda külü, amonyak) eklenir, ikincisinde ise çeşitli oksitleyici maddeler kullanılır. Onların yardımıyla atık su toksik ve diğer bileşenlerden arındırılır Fiziko-kimyasal arıtmanın kullanım alanları: pıhtılaşma - pıhtılaştırıcıların (amonyum tuzları, demir, bakır, çamur atığı vb.) atık suya eklenmesi ve daha sonra kolayca uzaklaştırılabilen topaklayıcı çökeltilerin oluşturulması; sorpsiyon - bazı maddelerin (bentonit kili, aktif karbon, zeolitler, silika jeli, turba vb.) kirliliği emme yeteneği. Sorpsiyon yöntemi, değerli çözünebilir maddelerin atık sudan çıkarılmasını ve bunların daha sonra bertaraf edilmesini mümkün kılar; yüzdürme - atık sudan havanın geçirilmesi. Gaz kabarcıkları yukarı doğru hareket ettikçe yüzey aktif maddeleri, yağları, yağları ve diğer kirletici maddeleri yakalar ve su yüzeyinde kolayca çıkarılabilen köpük benzeri bir tabaka oluşturur. biyolojik (biyokimyasal) yöntem. Yöntem, mikroorganizmaların, atık suyun içerdiği organik ve bazı inorganik bileşikleri (hidrojen sülfür, amonyak, nitritler, sülfürler vb.) gelişimleri için kullanma becerisine dayanmaktadır. Temizlik şu şekilde yapılır: doğal şartlar(sulama alanları, filtreleme alanları, biyolojik havuzlar vb.) ve yapay yapılarda (havalandırma tankları, biyofiltreler, sirkülasyon oksidasyon kanalları). İçme suyu temini için uygun tatlı yeraltı suyu rezervlerinin tükenmesiyle mücadele etmek amacıyla, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli önlemler öngörülmektedir: yeraltı suyu çekme rejiminin düzenlenmesi; su girişlerinin bölgelere göre daha rasyonel yerleştirilmesi; limit olarak operasyonel yedek miktarının belirlenmesi akılcı kullanım; kendi kendine akan artezyen kuyularının çalışması için musluk modunun getirilmesi Yeraltı suyu kirliliğiyle mücadeleye yönelik önlemler: ikiye ayrılır: 1) önleyici ve 2) özel, görevi kirliliğin kaynağını yerelleştirmek veya ortadan kaldırmaktır.


Aral felaketi. Aral problemini çözme seçenekleri.

Aral Gölü'nün bozulması, 30 yılı aşkın süredir devam eden “planlı” teknojenik tarımsal kalkınmanın sonucuydu. Ve burada Aral'ın ani ölümünü, kazasını konuşmaya gerek yok. Aral krizi, Aral bölgesinin ekonomik kalkınmasına yönelik beceriksiz ve çevresel açıdan yıkıcı planlamanın neden olduğu sistematik bir felaket olarak adlandırılabilir; bunun çarpıcı bir tezahürü “pamuk tekeli”, uzun vadeli olumsuzlukların hafife alınması ve göz ardı edilmesidir. çevresel sonuçlar. Bölgede tüketilen suyun büyük çoğunluğu sulu tarımın ihtiyaçları için kullanılıyor. Kurak iklim, su kıtlığı ve kusurlu sulama altyapısı koşullarında bu durum neredeyse tamamen su çekilmesine yol açmaktadır. su kaynakları. İÇİNDE son yıllar Denize sadece 4-8 km3 su girerken, seviyesini korumak için 33-35 km3 su gerekiyordu. Aral krizinin olumsuz çevresel sonuçları arasında deniz seviyesinin yıllık 80-100 cm azalması, hacmin neredeyse 4 kat azalması ve sudaki tuz içeriğinin 2,5 kat artması yer alıyor. Aral iki nehirle beslenir - Syr Darya ve Amu Darya ve bazı yıllarda ikincisi denize hiç ulaşmaz. K son derece tehlikeli sonuçlar açıkta kalan tabandan büyük miktarda kum ve tuzun uzaklaştırılması anlamına gelir eski deniz. Rüzgarlar her yıl yaklaşık 75 milyon ton kum ve tuzu kaldırıp yüzlerce kilometre uzağa taşıyor. Yabani türlerin çeşitliliği feci şekilde azaldı. Deniz bölgesinde daha önce 178 hayvan türü yaşarken şimdi bu sayı 38'e düştü! Aral Gölü'nün suyu pestisit ve mineral gübre kalıntılarıyla aşırı derecede kirlenmiş durumda. Bu aşırı kimyasallaşmanın bir sonucudur. Tarım Aral Gölü bölgesindeki ekolojik kriz, bölgenin ekonomik yapısını da değiştirerek birçok geleneksel faaliyeti yok etti, balık işleme fabrikaları da kapandı. Aynı acı kader yaşandı deniz taşımacılığı. Anıtlar gibi çevre felaketi Aral Gölü, modern denizden onlarca kilometre uzaktadır. kıyı şeridi deniz, çölün ortasında onlarca deniz gemisi var.Aral Gölü bölgesinin ekolojik ve ekonomik krizi de bu olumsuzlukları doğurdu sosyal fenomen kitlesel işsizlik gibi. Buradaki en ünlü proje, Sibirya nehirlerinin akışının bir kısmının Orta Asya'ya aktarılmasıdır. Bu projenin büyüklüğü ve devasa doğası aşağıdaki rakamlarla kanıtlanmaktadır: Sibirya'dan gelen kanalın uzunluğunun yaklaşık 2400 km olması, genişliğinin 200 m'ye kadar olması ve 80'li yılların fiyatlarındaki maliyeti olması gerekiyordu. - 90 milyar ruble. Bu kanalla karşılaştırıldığında Çin Seddi ve Mısır piramitleri- Çocuk oyuncakları. Transfer projesi hem çevresel, hem ekonomik hem de teknik açıdan pratikte gerekçesizdi.

Çok uzun zaman önce ortaya çıkmayan ikili seçenek daha gerçekçi görünüyor: Hazar Denizi'nden bir kanal inşa etme projesi. Sibirya versiyonuyla aynı dezavantajlara sahiptir. Projenin hayata geçebilmesi için çölde 500 km uzunluğunda bir kanal kazılması gerekiyor. Ayrıca eğim nedeniyle yeryüzü Aral Denizi'nden Hazar Denizi'ne suyun akabilmesi için önce 80 m yüksekliğe çıkarılması gerekiyor, bu da çok büyük enerji maliyetleri gerektirecek.

Bir rezervuardaki suyun bileşimindeki antropojenik bir değişiklik, rezervuarın çözünmüş kimyasallar ve askıda kalan maddelerle yükündeki artıştır. Bunlar arasında mineral besinler çoğunlukla baskındır, ancak suda yaşayan organizmalar için toksik olan maddeler de sıklıkla ortaya çıkar, bu nedenle kimyasal yüke denir.

kirlilik rezervuar, su kalitesini değiştiriyor. Rezervuarlardaki suyun doğal kalitesinin yeniden sağlanmasında birbirine bağlı fiziksel, fizikokimyasal, biyolojik ve hidrolojik süreçlerin bir bütünü yer almaktadır. En önemli üç sürecin yanı sıra (bkz. Bölüm 12.1), sözü edilen diğer birçok süreç de söz konusudur. Bunlar iki gruba ayrılır: kirleticilerin konsantrasyonunu değiştiren işlemler ve kirleticinin sudaki kütlesini azaltan ve kirlenmesine yol açan işlemler. kendini temizleme(Şekil 12.12).

Pirinç. 12.12.

Atmosfer ve nehir sularının karıştırılması süreci onun temelini oluşturur. ana su kütlesi(OBM) kimyasalların ve en ince askıdaki fraksiyonların eşit dağılımını sağlar, böylece tekdüzelik ve biyotik faktörler planktonik organizmaların gelişimi. Atık suyun boşaltıldığı rezervuar alanlarında, karıştırma işlemi özellikle önemlidir, çünkü atık suların toksik etkilerini azaltır. suda yaşayan organizmalar. Kar ve buz örtüsünün erimesi sonucu oluşan erimiş, oksijenli suyun rezervuarın kış sularının üst katmanıyla karıştırılması da önemlidir.

Şu anda, diatom gelişiminin erken ilkbahar salgını başlıyor. Nannoplankton, bakteriyoplanktonun oligokarbofilik formları ve ardından zooplankton gelir. Çok sayıda olması, su sütununun taşkınlar sırasında getirilen kirletici maddelerden biyolojik olarak çökelmesini ve kendi kendini temizlemesini sağlar.

Suyun yüzey mikro tabakasındaki çözünmüş maddelerin konsantrasyonu, açık su yüzeyinden buharlaşma ve kışın buz oluşumu nedeniyle oluşur. Gelişimi teşvik eder mikro konveksiyon Trofojenik tabakadaki üretim-yıkım süreçleri için uygun olan. Bunları kullanan fito, hayvanat bahçesi ve bakteriyoplankton organizmalarının etrafındaki suyun besinler ve oksijenle eşit doygunluğunu düzenler.

Bazı suda yaşayan organizmalar diğerleri tarafından yenildiğinde, trofik piramidin daha yüksek bir seviyesinde, suda yaşayan organizmalarda teknojenik maddelerin (ağır metal iyonları, radyoaktif maddeler vb.) konsantrasyonu, ortadan kaldırmanın ana mekanizmalarından biridir. zehirli maddeler rezervuardan. Bu süreç bir yandan bu tür maddelerin yakalanan balıklarda aşırı birikmesi nedeniyle gıda zehirlenmesi tehlikesi yaratmaktadır. Ancak diğer taraftan çok daha önemli olan biyokonsantrasyon ve biyolojik çökelme bu maddelerin büyük kısmının dip çökeltilere gömülmesi sağlanır.

Mineral ve organik süspansiyon üzerindeki çözünmüş maddelerin fotosentezi ve emilimi, sudaki konsantrasyonlarını azaltır, bunları askıda kalan organik maddeye, organomineral komplekslere ve bunlarla zenginleştirilmiş allokton ve aşındırıcı mineral süspansiyonuna dönüştürür. Bu süreçler, kendini arındırmanın ilk hazırlık aşaması olarak hizmet eder su ekosistemi aşırı miktarda besin ve toksik maddeden kaynaklanan çökelme ve ayrıca fotosentez, organik kirleticilerin ayrışması için gerekli olan çözünmüş 0 2 tedarikini yeniler. Yüksek 0 2 içeriğine sahip su katmanlarında demir hidroksit oluşumu ve fosfor içeren bileşiklerin üzerine emilmesi ve daha sonra bunların birlikte çökeltilmesi, sudaki fosfor konsantrasyonunda% 5-10 oranında bir azalmaya ve Hipolimniyonda demir birikiminin maksimum olduğu dönemlerde %30-40 1. Bratsk Rezervuarında bakır, su kütlesinden glikol yoluyla çıkarılır.

baz mineraller, demir ve manganez hidroksit, diğer ağır metaller çözünmüş organik bileşikler tarafından kompleksler halinde bağlanarak suyun detoksifikasyonunu sağlar.

Suyun doğal rengini belirleyen hümik maddelerin dönüşümü, kolloidlerin ince askıda madde ve demir oksit ile pıhtılaşması ve birlikte çökelmesinin yanı sıra fotokimyasal ve biyokimyasal oksidasyon nedeniyle meydana gelir (Datsenko, 2007). Bu sürecin hızı, rezervuardaki askıda madde konsantrasyonunun en düşük olduğu Şubat ayında minimum düzeydedir. Askıdaki maddenin küçük fraksiyonlarının çökelmesi ve biyolojik çökelmesi, güneş ışınımının emilmesi nedeniyle renk değişikliği "temiz su fazında" (Şekil 12.13 l) %30 veya daha fazlasına ulaşır (bkz. Bölüm 7.1).


Pirinç. 12.13. Uchinsky rezervuarındaki aylık ortalama su rengi değerlerinde azalma (“) ve ortalama yıllık değerler yıllık su değişimine bağlı olarak, Kv, yıl -1, (B)(Datsenko, 2007'ye dayanarak)

Bu süreçlerin etkisi ne kadar uzun olursa, su değişiminin en yavaş olduğu yıllar içinde suyun ağartılması da o kadar fazla olur (Şekil 12.13). B).

Su kütlelerindeki kirli suyun kendi kendini temizlemesi iki bölgede meydana gelir. Atık su deşarj noktasında, zehirli bölge Bazı hidrobiyont türlerinin öldüğü, diğerlerinin (saprofitlerin) hızla geliştiği, antropojenik organik maddeleri ayrıştırarak toksisitelerini azaltan biyosinoz. Bu, suyun içerdiği oksijeni tüketir. Burada organoleptik özellikler (tat, koku ve çoğu zaman suyun rengi) daha da bozulur, ancak aynı zamanda CO2, nitratlar ve fosfatlarla zenginleşir.

Havalandırma istasyonlarında arıtılan atık suyun bile birincil doğal prosesinin gerçekleştiği bu bölgenin çevresinde daha kapsamlı bir proses gerçekleştirilmektedir. ötrofikasyon bölgesi biyosinoz Ortaya çıkan besin maddelerini kullanarak fito, hayvanat bahçesi ve bakteriyoplankton organizmaları hızla gelişir. Biyokütlelerinin büyümesi suyun bulanıklığını arttırır, ancak aynı zamanda su çok yoğun bir şekilde fotosentetik oksijene doyurulur. Fosfatların, ağır metallerin ve petrol ürünlerinin biyojenik süspansiyonlarla (peletler) birlikte çökelmesi artar. Aerobik bakteriler, suyun doğal organoleptik özelliklerini geri kazandıran antropojenik organik maddelerin oksidasyonunu tamamlar. Ötrofikasyon bölgesinin dış çevresindeki su ekosisteminin kendi kendini temizleme süreçlerinin bir sonucu olarak, kimyasalların, biyokütlenin ve suda yaşayan organizmaların bileşimi ve konsantrasyonu, nehirlerin su kütlesinin arka plandaki ekolojik durumuna benzer hale gelir. rezervuarlar, göller veya diğer su kütleleri.

Kışın donan, yerel olarak kirlenmiş su kütlelerindeki buz örtüsü altında, su bitkilerinin fotosentezi için ışık eksikliği nedeniyle su ekosisteminin normal işleyişinin restorasyonu büyük ölçüde yavaşlar. Bu nedenle toksik bölge genişleyerek balıkların ve diğer suda yaşayan organizmaların oksijen eksikliği nedeniyle öldüğü geniş bir ölüm bölgesine dönüşür. Dibe çöken maddelerin oksidasyonu yoluyla rezervuarların kendi kendini temizlemesi devam ediyor dip çökeltileri bu işlemdeki oksijen tüketimi, suyun alt katmanındaki oksijen kaynağını tüketene kadar.

İkincil kirlilik - Bu, nitrojen, fosfor, demir, CO2, hidrojen sülfit, metan ve diğer bakteriyel ayrışma ürünlerinin çözünmüş biyojenik bileşiklerinin, esas olarak döküntü, asılı madde ile birlikte çökeltilen maddelerin desorpsiyonunun dibinden su sütununa çıkarılmasıdır. Hipolimyonlar ve siltlerde 0 2 eksikliği sırasında indirgeyici koşulların ortaya çıkması. İkincil kirlilik genellikle şunları içerir: yeniden süspansiyon Fırtına sırasında sığ sularda asılı kalan maddeler, çünkü bu işlem rezervuarın su kütlesindeki madde konsantrasyonunu arttırır.

Bu iki sürecin su kalitesinin bozulmasındaki olumsuz rolü küçük, yerel ve birincil antropojenik kirlilikten kat kat daha azdır. Rezervuarlarda ikincil su kirliliğinin küçük rolünün nedenlerinden biri, suya salınan organik maddelerin bozunma ürünleri aerobik koşullar altında oksitlendiğinden, genel olarak elverişli oksijen rejimleridir. İkincil kirlenme olasılığının düşük olmasının ikinci nedeni, su sütununun sinoptik olarak belirlenen durumlarının değişmesidir - sakin ve güneşli havalarda ve fırtınalı ve/veya konvektif havalarda yoğunluk katmanlaşması. dikey karıştırma soğukta su sütunu ve bulutlu hava. Bu süreçlerin dönüşümlü olarak rezervuarlardaki suyun kendi kendini temizlemesini teşvik ettiği durumlar sıklıkla vardır.

Antropojenik ötrofikasyon. Ötrofikasyon 1- bir rezervuarın suyunda organik madde birikmesi olgusu. GOST 17.1.1.01-77'de: “Ötrofikasyon biyolojik üretkenliğin artmasıdır su kütleleri antropojenik veya doğal faktörlerin etkisi altında besin birikiminin bir sonucu olarak. Ana doğal faktör, rezervuarın dibinde askıda kalan maddelerin birikmesi ve bunun allokton ve otokton mineral ve organik maddelerle kademeli olarak siltlenmesidir. Göllerdeki siltasyon hızı, iklim dalgalanmaları ve maddelerin havza alanlarından akışı nedeniyle değişiklik gösterir ve uzun hidroklimatik dönemler ve jeolojik dönemler boyunca litosferin dikey hareketleri ile hızlandırılabilir veya yavaşlayabilir.

Antropojenik ötrofikasyon (ötrofikasyon) - nüfus artışı ve ekonomik faaliyetlerinden dolayı, havza alanlarının hidrografik ağındaki besin akışındaki artışın neden olduğu bir olgu. 20. yüzyılın başında keşfedildi Orta Avrupa ve her yerde yaygınlaştı. 1984 yılındaki UNEP oturumunda rezervuarların, nehirlerin ve denizlerin kıyı alanlarının ötrofikasyonu, çevre üzerindeki küresel antropojenik etkinin tehlikesi açısından ilk sıraya yerleştirilmiştir.Ötrofikasyonun ana tehlikesi, bu olgunun ortadan kaldırılmasının zor olmasıdır. (Datsenko, 2007).Mera türü madde döngüsünü zararlı olana dönüştürür ve ardından ekosistemin biyotik yapısını basitleştirerek suda yaşayan organizma türlerinin sayısını azaltır. büyük ve küçük biyokimyasal döngülerine katılan maddelerin artan kütlesi ve besin maddelerinin artan iç yükü nedeniyle.

Birbirine bağlı süreçlerin bileşimi - ötrofikasyon belirtileri:

  • su ekosistemindeki fosfor yükünde bir artış (ortofosfatlar, su bitkileri ve fitoplanktonların mineral beslenmesinin önde gelen bileşenidir, çünkü nitrojen ve nitrat eksikliği nedeniyle bir düzineden fazla mavi-yeşil alg türü N2'yi kullanabilir. suda çözünmüş) (Kuznetsov, 1970);
  • yıllık organik madde üretiminde, yok olma derecesine kadar veya hatta PPv>D'ye kadar artış, mavi-yeşil ve dinofit alglerin uzun süreli "çiçek açması" salgını, bu da artan miktarda organik maddenin birikmesine yol açar. su ekosistemi her yıl;
  • epilimniyonda suyun oksijenle güçlü şekilde aşırı doyması ve hipolimniyondaki eksikliği;
  • kıyı bölgesinin batık ve hava-su bitkileri ile aşırı büyümesi, aralarında yüzen su mercimeği örtüsünün ortaya çıkması ve yüzeyde - makrofit kuşağının dışındaki alt çökeltiler - yosun paspasları(yoğun bir ölmekte olan fitoplankton tabakası) mavi-yeşil ve dinofit alglerden;
  • kesinti türlerin çeşitliliği plankton ve bentos, değerli balık türlerinin yok olması (onlar için 0 2 konsantrasyonunun 6 mg/l'nin altına düşmesi olumsuzdur) - bariz işaretler su ekosisteminin biyotik yapısının bozulması;
  • su temini ve rekreasyon için uygun olmadığı için su kalitesinin organoleptik göstergelerinin bozulması ve rezervuarların, nehirlerin ve deniz plajlarının rekreasyonel çekiciliği kaybolur.

Su kütlelerinin ötrofikasyonu sonucunda, şeffaflığının azalması nedeniyle trofojenik tabakanın kalınlığı azalır. Ve ölürken ağ Afotik katmandaki (beslenmeyen) alg türleri, bunların mikrobiyal ayrışması suda çözünmüş Cb'yi tüketir. Bu nedenle, rezervuarın trofolitik tabakasında ve siltlerinde, anaerobik mikroorganizmalar tarafından suya güçlü ve güçlü bir görünüm veren göl gazları ve organik bileşiklerin salınmasıyla döküntülerin yok edilmesi meydana gelir. hoş olmayan kokular, tadı ve rengi. Alüvyonlarda ayrışmamış otokton OM birikimi hızlanıyor - kaynak ikincil kirlilik yüzeyden tabana doğru konvektif-dinamik karışımı sırasında su sütunu.

Ötrofikasyonu sınırlamak için dinlenme havuzlarının gölgelenmesi, periyodik olarak siltten temizlenmesi ve hipolimniyonun basınçlı hava ile havalandırılması önerilmektedir. Büyük su kütleleri için en radikal çözüm kirleticilerin boşaltılmasını durdurmaktır.

Rezervuarlar olmasaydı, biyolojik olarak erişilebilir bir formdaki teknolojik ağır metaller, Volga taşkın yatağındaki yüksek su baskınları sırasında kısmen çökelecek ve daha sonra çayır otlarında, sütte ve hayvan etinde giderek artan birikimleriyle mikro elementlerin karasal biyokimyasal döngüsüne dahil edilecekti. Suların az olduğu dönemlerdeki akışlarının bir başka kısmı, yaz ve kış az su dönemlerinde izin verilen maksimum konsantrasyonu aşan bir konsantrasyonla Volga deltasına ve nehrin sığ su haliç kıyı bölgesine girecektir. Düzenlenmemiş Volga'da tüm modern kimyasal yüklerin bulunduğu giriş mersin balığı yumurtlama duracaktır. Deltanın kendisinin, delta bölgesindeki su kütlelerinin toksikozu ve ilerleyici ötrofikasyonu nedeniyle dünyanın en büyük mersin balığı besleme alanı olarak balıkçılık önemini kaybetmesi muhtemeldir.

Rezervuarların ekolojik yeniden inşasının ilkeleri. Biyolojik üretkenliği düzenlemek, suyun kendi kendini temizlemesini yoğunlaştırmak ve rezervuarların hipertrofisini önlemek için rezervuarların iç su değişimini yönetme ilkeleri geliştirilmiştir (Edelstein, 1998). Bu, mevcut rezervuarların çevresel olarak yeniden inşa edilmesini, derin mevsimsel ve uzun vadeli akış düzenlemesine sahip rezervuarların (gerekirse) dönüştürülmesini gerektirir. zemin ve kesit rezervuarları.

İçin Etkili yönetim dahili su değişimi, rezervuarın su alanı içindeki optimum su koruma bölümü sayısını belirler. Kavşak barajlarının derin su ana bölümünden ayıran konumu ana hatlarıyla belirtilmiştir.Bu bölümde korunması gerekmektedir. en iyi kalite mezotrofik-ötrofik statüye sahip ve “mera” tipi biyojenik ve organik madde döngüsüne sahip su.

Çok kanatlı rezervuarlarda su koruma bölümleri, seyrüsefere elverişli olmayan kolların ağızlarında bölmeler haline gelebilir. Bir polis rezervuarı düzenlenirken aşağıdakiler sağlanmalıdır:

I - su kaynaklarının kullanımına yönelik tasarım rejimini garanti eden harici su değişiminin ve onaylanmış sevk programının tutarlılığı;

II - emilen güneş enerjisinin en eksiksiz kullanımı için su seviyesinin tüm büyüme mevsimi boyunca NPU'da tutulduğu (Şekil 12.14) su koruma bölümlerinde harici kimyasal yükün ve tortu akışının en büyük kısmının lokalizasyonu suyun kendi kendini temizlemesi ve kirleticilerin gömülmesi süreçleri için sığ suların biyosinozu yoluyla su;

Pirinç. 12.14. Uzun vadeli akış düzenlemesinin çok kesitli morfolojik olarak basit bir rezervuarındaki su seviyesi: A - selin bitiminden sonraki ilkbaharda; B büyüme mevsiminin sonunda sonbaharda; V- kışın;

1 - yüksek su seviyelerinde ve 2 - düşük su taşkınlarında seviye; 3 - kesişim barajı; 4 - ana bölüm; 5 - su koruma bölümü; 6 - hidrolik ünite.

III - Kış öncesi dönemde (gerekirse) su koruma bölümlerinden suyun, içindeki su kaynaklarını yenilemek için ana bölüme geri dönüşümü. İlkbaharda, nehir suları (suların yükselmesi sırasında en bulanık ve kirli olan) bu bölümleri ilk önce doldurur. Daha sonra bu bölümlerde yavaşlayan suyun geçiş akışı ana bölümü dolduruyor. Acil durumlarda, özellikle kirli suların ana bölüme girişini engellemek amacıyla erken işletmeye alınarak su koruma bölümleri hazırlanabilir. Yaz aylarında sakin günlerde su yüzeyinde yosunların yoğunlaştığı zamanlarda alt su kanalları vasıtasıyla ana bölüme su tahliye edilir, su koruma bölmelerindeki siltlerin çalkalanıp sel sularının içlerine girmesiyle su tahliye edilir. savaklar aracılığıyla. Su koruma bölümlerinde stabil bir seviye, makrofit antagonistlerinin gelişimi için idealdir. açık neden olan fitoplankton "çiçek açmak" rezervuarlar. Kış öncesi su koruma bölümlerinin boşaltılması gerekiyorsa makrofitlerin kışlama koşulları iyileşecektir. Hızlı drenaj sırasında tabanda açığa çıkan alanlar karla kaplanacaktır. Kar örtüsünün düşük ısı iletkenliği nedeniyle makrofitlerin rizomları donmayacak ve ilkbaharda bölümler suyla dolduğunda buzla alttan yırtılmayacaktır.

Yeniden yapılanma projelerini uygularken sorun çözüldü ekonomik kullanım su koruma bölümlerini makrofitlerle büyümüş balık çiftliklerine veya avlanma ve balıkçılık alanlarına ve ardından hızlanan siltlenmeyle tarımsal topraklara dönüştürerek sığ suları boşalttı. Ana bölümdeki kumsallar yaz drenajı sırasında genişleyerek rezervuarın rekreasyonel çekiciliğini artırmanın yanı sıra suyun arıtılmasına da katkıda bulunuyor. semmon. Mavi-yeşil ve dinofit alglerin gelişiminin “çiçeklenme” noktasına ulaştığı sıcak ve sakin havalarda net fitoplanktonun mineralizasyonundaki rolü 4-5 kat artar.

Yüzey ve taban menfezleri aracılığıyla bölümler arasındaki su değişiminin düzenlenmesi, göçe izin verir suda yaşayan su koruma bölümlerinde yumurtlama için balıklar, genç balıkların orada beslenmesi ve su koruma bölümlerinden suyun hızla salınması ile teşvik edilen kışlama için ana bölüme kış öncesi göçleri. Bu, rezervuarlardaki balık verimliliğini artıracak ve göç sırasında daha yaşlı balıkların yakalanmasını artıracaktır. Kışın ana bölümün alt tabakası yoğunluk akımı 1 ile havalandırılır. Yaz aylarında kesişim barajlarının taban delikleri kapatıldığında trofolitik bölgedeki fosfor yükü keskin bir şekilde azalır.

Siltasyon nedeniyle kaçınılmaz olarak kademeli olarak yaşlanan rezervuarlarda, su koruma bölümleri ilk önce siltleneceğinden, yeniden inşa sonrasındaki alanları hacimlerinden daha hızlı azalacaktır. Ana bölümün silinmesi yavaşlayacak. Sonuç olarak, yeniden inşa edilen rezervuarın ortalama derinliği artacak ve buharlaşma nedeniyle su kaybı azalacak, ömrü uzayacak, bu da tüm endüstrileri ilgilendiriyor su yönetimi suyunu, biyolojik ve rekreasyonel kaynaklarını kullanıyor.

Kontrol soruları:

  • 1. Enerji ve maddelerin rezervuar içi dönüşümünü gerçekleştiren ana süreçler nelerdir?
  • 2. Su kütlelerindeki, besinlerdeki maddelerin birincil üretimi ve yok edilmesine ne denir?
  • 3. Bir rezervuarın atmosferle gaz değişiminde hangi süreçler yer alır ve bu süreçlerin yoğunluğu hangi faktörlere bağlıdır?
  • 4. Alglerin yoğun fotosentezi neden oksijen açığa çıkarır, suyun alkalinitesini artırır ve kemojenik kalsit oluşturur?
  • 5. Su ve dip çamurundaki maddelerin dönüşümünde aerobik, anaerobik ve demir bakterilerinin rolü nedir?
  • 6. Sudaki organizmalar su kütlelerindeki habitatlarına göre hangi gruplara ayrılır?
  • 7. Hangi su organizmaları ototrof, heterotrof, tüketici ve ayrıştırıcıdır?
  • 8. Trofik piramit, trofik seviyeler, bakteri döngüsü, otlatma ve otlatma trofik döngüleri nelerdir?
  • 9. Bir su kütlesindeki birincil üretim (brüt ve net) ve tahribatı belirlemek için şişe yönteminin prensibi nedir?
  • 10. Hangi organik maddeler kararlı, kararsız kabul edilir, çözünmüş ve askıda kalmış organik maddenin oluşumu nedir?
  • 11. Dört ana trofik durum türünün su kütleleri arasındaki fark nedir?
  • 12. Arktik, ılıman ve tropik enlemlerdeki rezervuarların verimliliğindeki farklılıklar nelerdir?
  • 13. Arktik ve ılıman enlemlerdeki su kütlelerinde büyüme mevsimini hangi süreçler başlatır ve bitirir?
  • 14. Ötrofik rezervuarların ilkbahar ve yaz aylarında “çiçek açmasının” nedeni ve farklılıkları nelerdir?
  • 15. Biyolojik olarak verimli rezervuarlarda “temiz su aşaması” neden yaz başında başlıyor?
  • 16. Dimiktik ve monomiktik rezervuarlardaki büyük ve küçük madde döngüsünün oluşumunda hangi süreçler yer alır?
  • 17. Bir rezervuardaki trofojenik ve trofolitik katmanlar arasındaki fark nedir? “Telafi noktası” nedir, derinliğinin gün içinde ve farklı hava koşullarında değişimi nedir?
  • 18. Oksijen histerisi nedir? Çözünmüş oksijenin ortograd ve klinograd tabakalaşması? Hangi trofik su kütlelerinde gözlenirler?
  • 19. Vadi rezervuarlarının trofik durumunun iki aşamasını hangi süreçler birbirinden ayırır? İçlerindeki trofojenik ve trofolitik bölgeler arasındaki fark nedir?
  • 20. Hangi rezervuar içi süreçler rezervuar suyundaki maddelerin konsantrasyonunu değiştirir ve bu da kirlenmesine ve kendi kendini temizlemesine yol açar?
  • 21. Toksisite ve ötrofikasyon bölgelerinde suyun kirliliğinin kaynağında kendi kendini temizlemesine hangi süreçler katkıda bulunur?
  • 22. Maddelerin su kütlelerinde tutulmasını hangi faktörler belirler? Maddelerin tutulma oranı neden rezervuarlarda göllere göre daha yüksektir?
  • 23. Su kütlelerinin doğal ötrofikasyonu ötrofikasyondan nasıl farklıdır?
  • 24. Bir göletin, gölün, rezervuarın vs. ötrofikasyonunu gidermek için hangi önlemler kullanılabilir?
UNEP (UNEP - Birleşmiş Milletler Çevre Programı) - BM Programı çevre(1972'den beri).

Ötrofikasyon, bir rezervuarın ekosisteminin özelliği olmayan biyolojik olarak aktif elementlerle doygunluğudur. Ne yazık ki, çevrecilerin bu dünyada yaşayan tüm türleri korumak için alarm vermek ve suyun arıtılması çağrısında bulunmak zorunda kaldıkları zamanlar geldi.

İnsanlar ve gezegen

İnsan tek şeydir Yaşayan varlık Kendisiyle uyumlu ilişkiler kuramayan Dünya'da. Her türün ortaya çıkışını ve gelişimini dikkatli bir şekilde incelerseniz, onların gezegenin koşullarına nasıl uyum sağladıklarını veya yok olduklarının izini sürebilirsiniz ve yalnızca insan, varoluşun yalnızca kendisi için yaratıldığına karar verdi ve onu kendi amaçları için kullandı. . Günümüz nesli, insanların diğer canlılara karşı üstünlüklerinin bilinciyle nasıl baş ettiklerini görüyor. Çiçek açan göletler, ölü denizlerİlerleyen çöller, insanlığın varoluşu boyunca yaptıklarının yalnızca küçük bir kısmıdır.

En büyük hasar 20. yüzyılda doğa zarar gördü ve buna aşağıdaki gibi endüstrilerin gelişmesi neden oldu:

  • Gıda, tekstil, mühendislik, ilaç, tarım ve daha birçok sektör içerisinde öncü bir yer edinen kimya sektörü.
  • Su kaynaklarının yanlış dağılımının, barajların ve diğer yapıların inşasının su kütlelerinin olağan ekosisteminde bozulmalara yol açtığı arazi ıslahı. Çoğu zaman bunun sonucu, müteakip ötrofikasyondur (bu, suyun, bileşiminin özelliği olmayan elementlerle zenginleştirilmesi veya zehirlenmesidir). İşte böyleydi Aral denizi Geçen yüzyılın 60'lı yıllarında Amu Darya ve Syr Darya'nın onu besleyen aşırı su alımı nedeniyle 13 metre sığlaştı. Aral Gölü'nün bugünkü halini dünyadaki bütün ekolojistler biliyor.
  • 20. yüzyılın 30'lu yıllarında gerçekleştirilen ülkenin elektrifikasyonu, inşaata yol açtığı için su kütlelerinin müteakip ötrofikasyonunun da nedeni oldu. yapay rezervuarlar. Nehrin ana akışından bir baraj tarafından kesilen bu yapılar, suyun hareketini ve balıkların doğal yumurtlama alanlarını engelledi, bu da nehir ekosistemini bozdu ve daha sonra balık stoklanması bunu değiştirmek için çok az şey yapabildi.

İnsanların yalnızca küçük bir kısmı küresel felaketin boyutunun farkında olduğundan ve çevrenin korunmasıyla ilgili parti ve kuruluşların üyesi olduğundan, insan hiçbir zaman gezegenle "dost" olmadı.

Gezegenin su alanı

Hidrosfer kavramı, hem Dünya Okyanusunun sularını hem de karada bulunan su kütlelerini içerir. İkincisi arasında sadece bataklıklar, göller ve nehirler değil, aynı zamanda dağ buzulları, Antarktika, Grönland ve yeraltı suları da bulunmaktadır.

Suyun büyük bir kısmı denizlerde ve okyanuslarda (%94) sıvı veya katı halde yoğunlaşmıştır. Geriye kalan %6'lık kısım ise karadaki su kütlelerinden gelmektedir. Gezegenin tüm hidrosferinin rahatsız edilemeyecek tek bir bütün olduğu gerçeği, sularının ortaklığıyla kanıtlanmaktadır:

  • Atmosferdeki buharlar ve doğadaki su döngüsü sayesinde birbirleriyle iletişim kurabilirler.
  • Dünya Okyanusunun yüzeyi neredeyse aynı seviyededir.
  • Dünyadaki denizlerin ve okyanusların suyunun bileşimi hemen hemen aynıdır ve %35 oranında tuzdan oluşur, bu da ona acı-tuzlu bir tat verir.

Gezegendeki her şey bir dereceye kadar sıvı içerdiğinden, ekosistemdeki önemi en önemlisidir: su yoksa yaşam da yoktur. Bu, bazıları daha önce okyanus tabanı olan çöllerle kanıtlanmaktadır.

SSCB'de ülkenin sanayileşmesi uğruna teşebbüs edilen “nehirlerin geri çevrilmesinin” veya diğer ülkelerde kimyasal atıkların serbest bırakılmasının şu şekilde ortaya çıkan sonuçlara yol açmayacağını ummak garip olurdu. doğal afetler V farklı bölgeler barış. Bugün Dünya Okyanusu'nun ötrofikasyonunun nedenleri tam olarak insanlığın 20. yüzyılda yaptıklarının sonucudur.

Önemli: İnsanlar kendi çıkarları uğruna gezegenin ekosistemini ihlal ettiğinde bu tür “tanrılar” oyunları yalnızca hidrosferi ilgilendirmiyor. Amazon'daki ormansızlaşma, ormanların oluşmasına yol açtı. ozon delikleri Dünya genelinde atmosfer ve iklim değişikliği.

Ne yazık ki insanlık henüz her şeyin farkında değil. ekolojik sistem Gezegenler, her biri genel olarak hayatta kalmak için önemli olan milyonlarca elementten oluşan tek bir organizmadır. Bugün su kütlelerinin ötrofikasyonunu durdurma girişimleri, onları doğanın yarattığına benzer şekilde orijinal hallerine döndürmeye yönelik acınası girişimlerdir.

Suyun abiyotik bileşenleri

Milyonlarca canlının yaşam alanı olmasının yanı sıra sahip olduğu özellikler nedeniyle güneş enerjisi akümülatörüdür:

  • Yoğunluğu havanın 800 katı, viskozitesi ise 55 katıdır.
  • Su tarafından en yüksek seviye Dünyadaki iklimin oluşumunu etkileyen ısı kapasitesi.
  • Su kütleleri uzaydaki hareketleri (doğadaki döngü) nedeniyle karakteristik kimyasal ve fiziksel bileşimlerini korurlar.
  • Abiyotik faktörler ayrıca su kütlelerinin derinliğine bağlı olarak sıcaklık değişikliklerini (ısınma seviyesi) de içerir.
  • İçinde nefes alan organizmaların hayatta kalma oranı, suyun oksijen doygunluğu derecesine bağlıdır.
  • Asitlik - ayrıca önemli göstergeÇünkü bir seviyeye alışmış ve hayatta kalan rezervuar sakinleri, göstergesi bir yönde değişirse ölür.
  • Su yüzeyinin şeffaflığı ışık rejiminin derinliğini belirler.

Önemli: Son faktör yeşil mikroorganizmaların, fitoplanktonun, organiklerin gelişimini, fotosentezini ve dağılımını etkiler. yararlı maddeler ve tasarruflarının düzeyi.

Su kütlelerinin ötrofikasyonu süreci, bir veya daha fazla abiyotik faktörün bozulmasıyla başlar. İçerisindeki canlı organizmaların ölüm nedeninin, endüstriyel atık suyun içine verdiği mineral ve organik madde miktarındaki artışın neden olduğu suyun bulanıklığıyla ilişkili olduğunu varsayalım. Bunu değiştirmek için, bulanıklığa neden olan nedeni ortadan kaldırmak (drenajı kapatmak), ardından suyun arıtılması ve ardından ekosisteminin karakteristik maddeleri ve organizmaları ile doyurulması gerekir.

Ötrofikasyon sadece suda değil çevredeki tüm canlıların kesin ölümüdür. Kıyı hayvanları ve bitkileri, yalnızca yuvaları değil aynı zamanda beslenme ve üreme alanı olan çevredeki su alanının temizliğine doğrudan bağımlı olduklarından, bunların yok edilmesiyle birlikte yaşam alanları da yok oluyor.

Sudaki canlı organizmaların karşılıklı aktivitesi

Bu gezegende milyonlarca yıllık yaşam boyunca, sakinleri arasında yakın ilişkiler ortaya çıktı ve bu ilişkilerin kopması, yalnızca bir hayvan türünü değil, tüm ekosistemi yok edebilir. Bir yönde veya başka bir yöndeki bu tür dalgalanmalar her zaman doğanın bir tepkisine neden olur. Örneğin, 16. yüzyılın başında buraya getirilen keçiler tarafından ormanları neredeyse tamamen yok edilen St. Helena adasını ele alalım. Onlarla birlikte buraya özgü hayvanlar ve kuşların da nesli tükendi. Aynı tablo Okyanusya'nın bazı adalarında da görülebilir.

Zaman içinde sudaki bu kadar bariz değişiklikleri görmek her zaman mümkün olmuyor çünkü su kütlelerinin hızlandırılmış ötrofikasyonunun nedenleri her zaman açık değil. Örneğin bir sel sırasında, organik maddeyle gübrelenmiş toprağın üst katmanlarının yıkanıp gitmesi, göl veya nehir çiçek açıp balıklar yukarıya doğru yüzene kadar tehlikeli görünmüyor.

Belirli bir alanın karakteristik biyotik faktörleri ihlal edildiğinde temizlik ihtiyacı ortaya çıkar. Bu fenomenler, bir rezervuarda yaşayan, dolaylı ve doğrudan bölünmüş canlı organizmalar arasındaki ilişkiler anlamına gelir. Birincisi, yaşam aktivitelerinin doğrudan bağlı olmadığı faktörleri içerir. Örneğin algler herhangi bir organizma için besin değildir, ancak rezervuardaki varlıkları suyun ihtiyaç duydukları oksijenle doygunluğunu etkiler.

Doğrudan bağımlılık, aralarındaki bağlantının, besin zincirindeki bir halkanın yok olmasının, onunla ilişkili birçok türün aynı anda yok olması için yeterli olacağı kadar yakın olmasıdır. Örneğin, okyanusa bir petrol sızıntısı planktonun ölümüne neden olur, planktonun yok olması ise yiyeceği olan birçok organizmanın aç kalmasına yol açar.

Bu tür doğal afetler belirli bir su alanının ötrofikasyonuna neden olur. Eski dengeyi yeniden sağlamak için, planktonun öldüğü yerde büyümesi ve çoğalması için uygun bir ortam yaratmak gerekir - bu, insanların rüzgar, güneş veya gelgitleri yakıt olarak kullanması durumunda önlenebilecek son derece uzun ve pahalı bir süreçtir. doğal kaynaklardan ziyade.

Dünya Okyanusunun Yapısı

Dünyanın kara ve su kütleleri ikiye ayrılır doğal alanlar her biri ayrı bir ekosistemle karakterize edilir. Deniz, nehir ve göl sakinlerinin farklı derinliklerde yaşayarak hem basit mikroorganizmaları hem de bitkileri, balıkları ve hayvanları içeren “topluluklar” oluşturdukları bilinmektedir.

Her katmanın kendine ait sıcaklık rejimi Suyun oksijen ve ışıkla doygunluğu seviyesi ve sakinleri, doğal ortamının ayrılmaz bir parçası olarak bölgelerini terk etmiyorlar. Böylece derinliklerin sakinleri hayatta kalamaz, suyun yüzeyine yükselir, aynı şey kendi bölgelerini terk edip dibe batanların da başına gelir.

Böyle bir katmanın herhangi bir bileşeninin ihlal edilmesi durumunda tüm sakinleri zarar görür. Örneğin okyanus suyu sıcaklığındaki hafif bir artış bile uzun zaman mercan resiflerinin ağarmasına ve ölümüne yol açarak sakinlerinin de ölmesine neden olur. Boşalan alan algler tarafından işgal ediliyor ve bu, kural olarak geri yüklenemeyen mevcut ekosistemin tamamen değiştirilmesine yol açıyor. Bu sadece mercanlar için değil, aynı zamanda hızlı alg çoğalmaları nedeniyle nesli tükenen tatlı su kütlelerinin sakinleri için de geçerlidir.

Bilim insanları ötrofikasyonun ekosistemi bozmanın en hızlı yolu olduğuna inanıyor ancak tek yol değil. Su kütlelerini gerekli mikroorganizmalar ve biyoaktif elementlerle “beslemek” yeterli olmadığından, bazıları daha sonra onarılamayan çeşitli su kirliliği türleri vardır. Tüm biyotik ve abiyotik faktörler dikkate alınarak yaşam koşullarının eski haline getirilmesi için çaba gösterilmesi gerekmektedir ki bunun yapılması son derece zordur.

Biyolojik kirletici madde türleri

Atmosferin doğal olarak temizlenmesi 8-10 gün sürüyorsa Dünya Okyanusları için 2500 yıl, kirlenmiş yeraltı suları 1400 yıl, göller için bu süre en az 17-20 yıl, nehirler için ise en az 17-20 yıl daha temiz hale gelebilir. 20 güne kadar. Bu nedenle suyun ötrofikasyonunun önlenmesi çok önemlidir.

Gezegendeki Dünya Okyanusunun hacmi azalırsa, insanoğlu da aynı kademeli yok oluşla karşı karşıya kalacak. deniz canlıları. Dünyanın iklimi sonsuza dek değişecek, bu da çölün başlamasına yol açacak ve kıyamet türündeki yazarların okuyucularına gösterdiği gibi su, insan hayatından daha pahalıya mal olacak.

Su kütlelerinin ötrofikasyonunun birkaç nedeni vardır:

  • biyolojik kirlenme;
  • suyun bileşimindeki kimyasal değişim;
  • fiziksel kirlilik.

Besin maddelerinin çoğu, endüstriyel atık su ve şehir kanalizasyonları yoluyla su kütlelerine, yağmur ve gıda atıklarının çöplük alanlarındaki ayrışma unsurları yoluyla da yeraltı sularına karışmaktadır. Tarım özellikle zarara neden olur. Örneğin, 10.000'e kadar hayvanın bulunduğu bir hayvan besleme kompleksi, yılda yüz bin nüfuslu bir şehirle aynı miktarda biyojenik atık üretiyor.

Yağmurla tarlalardan yıkanan organik ve mineral gübreler daha az zarar vermez. Bütün bunlar suyun biyoaktif elementlerle hızlandırılmış zenginleşmesine yol açıyor ve ötrofikasyonun ilk belirtileri mavi-yeşil alglerin büyümesi ve hızlı çoğalmaları şeklinde ortaya çıkıyor. Bir süre sonra rezervuarın tamamı çiçeklerle dolar ve bu da oksijenin yanmasına ve içindeki tüm yaşamın tamamen yok olmasına neden olur.

Bu tür antropojenik ötrofikasyon, toksik atıklarla kirlenmeden değil, sudaki görünüşte güvenli besin maddelerinin artmasından kaynaklanmaktadır; bu da bölgeyi, tüm sonuçlarıyla birlikte bir çevresel felaket durumuna sürüklemektedir: flora ve faunanın yok olması, hastalıkların artması. kolera, hepatit ve bağırsak enfeksiyonları gibi insanlar arasında.

Kimyasal kirlilik türleri

En büyük tehlike, suyun kurşun, cıva veya diğer ağır metallerin tuzlarıyla kirlenmesinden kaynaklanmaktadır; bu da, kıyılarında sanayi kuruluşlarının bulunduğu göl ve nehirlerin ötrofikasyonuna yol açmaktadır. Petrol ve türevleri daha az zarara neden olmaz. Denizlerin ve okyanusların onlar tarafından kirletilmesi yılda 10 milyon tonu buluyor ve bugün Toplam alanı kapsama alanı Dünya su yüzeyinin 1/5'idir.

Önemli: Su yüzeyindeki 10 m2'lik yağ filmi, yalnızca etkilenen bölgede yaşayan organizmaların değil, aynı zamanda sınırları içinde yaşayan hayvanların ve kuşların da ölümüne neden olur.

Ötrofikasyona neden olan diğer bir kaynak ise nitrat ve fosfatlardır; bunların 1 mg/l'si planktonu yok eder, 5 mg/l'si ise balık ölümüne yol açar.

Rezervuarların yenilgisinden bu yana kimyasallar içlerindeki tüm doğal biyolojik süreçlerin engellenmesine neden oluyorsa bu tür durumlara çevrenin ölümüne yol açan çevresel felaketler de denir.

Fiziksel su kirliliği türleri

Suyu etkilemenin bir başka yolu da özelliklerini fiziksel olarak değiştirmektir. Su kütlelerinde avlanmanın, suyun bileşimi üzerinde özellikle güçlü bir etkisi vardır. Bilim adamları, yalnızca tek atış yapan bir milyon avcının, suya 30 tondan fazla kurşun saldığını ve bunun da ötrofikasyona yol açtığını tahmin ediyor.

Rezervuarların yüzeyinin, içine atılan atık termik santraller tarafından ısıtılması daha az zararlı değildir. ılık su. Aynı zamanda oksijen doygunluğu giderek azalır ve bunun karşılığında patojenik mikroorganizmaların sayısı artar, bu da tam yıkım Kirlenmiş bölgede yaşam.

Su kütlelerinin ötrofikasyonunun sonuçları en içler acısı. Kural olarak, restorasyonları çok fazla çaba ve finansal yatırım gerektirir, çünkü bu sadece suyun arıtılmasını ve içindeki eski ekosistemin yeniden üretilmesini değil, aynı zamanda bitişik bölgenin tamamını düzene koymayı da içerir. Sadece çok gelişmiş ülkelerde bunun için özel yasal normlar ve bütçede para bulunmaktadır.

Ne yapalım?

Bugün okyanuslardaki tüm yaşamı öldürmenin birçok yolu var, ancak her şeyi düzeltmenin yalnızca iki yolu var:

  1. Yosun tarlalarının yok edilmesi, bu da sudaki çözünmüş oksijenin azalmasına neden olacaktır.
  2. Ötrofikasyonun nedenlerini ortadan kaldırmak.

Bu önlemlerin uygulanması, uygun yasaların çıkarılmasını, uzun vadeli programların geliştirilmesini ve finansal yatırımları gerektirir. Bugün bu yapılmazsa, sonraki nesiller birçok bilim kurgu yazarının anlattığı bir dünyada yaşayacak.

Küresel ölçekte bir trajedi

Çevresel felaketin büyüklüğü ve sonuçlarının farkındalığı, gezegendeki tüm ülkelerin hükümetlerinin öncelikli görevidir. Doğayı bozulmamış durumuna döndürmek, onu yok etmekten çok daha zordur, bu nedenle, Dünya'nın birleşik ekosisteminin ayrılmaz bir parçası olan insanlar, dünyada olup bitenlerin tüm sorumluluğunu üstlenmelidir, ancak bundan sonra daha iyiye doğru değişiklikler mümkün olur.

Ötrofikasyon, antropojenik ve doğal faktörlerin etkisi altında besin maddelerinin suda birikmesi sonucu su kütlelerinin biyolojik üretkenliğinin artmasıdır.

Ötrofikasyon bir rezervuarın evriminde doğal bir süreçtir. "Doğum" anından itibaren, doğal koşullar altında bir rezervuar, gelişiminin birkaç aşamasından geçer: erken aşamalarda ultraoligotrofikten oligotrofik hale gelir, daha sonra mezotrofik hale gelir ve sonunda rezervuar ötrofik ve hiperötrofik hale gelir - "yaşlanma" ve ölüm rezervuar bataklık oluşumuyla oluşur. Doğal koşullar altında bir gölün ötrofikasyonu 1000 yıl veya daha uzun sürüyorsa, antropojenik etkinin bir sonucu olarak bu durum yüz hatta bin kat daha hızlı gerçekleşebilir.

Antropojenik ötrofikasyon başta nitrojen ve fosfor olmak üzere önemli miktarda besin maddesinin su kütlelerine girişi ile ilişkilidir. Toplam azot içeriğinin toplam fosfor içeriğine oranı 10'dan az ise, o zaman birincil üretim fitoplankton nitrojenle, N: P > 17'de fosforla, N: P = 10-17'de - aynı anda nitrojen ve fosforla sınırlıdır. Rezervuarlar için ılıman bölge Fosfor belirleyici bir rol oynar. Şu anda, suların yoğun şekilde karıştırılması sırasında alg çoğalmaları için potansiyel koşullar yaratan kritik nitrojen ve fosfor konsantrasyonları (toplam fosfor, ortofosfatlar, toplam nitrojen ve çözünmüş inorganik nitrojen, amonyum, nitritler ve nitratlar dahil) aşağıdaki gibidir: fosfor için 0,01 mg /dm3, nitrojen için 0,3 mg/dm3.

Biyojenik bileşenler doğal ekosistemlere hem su hem de hava yoluyla girmektedir. Besin maddeleri içeren su kütlelerinin ana kirleticileri nitrojen ve fosforlu gübreler, hayvancılık atıkları ve fosfor içeren pestisitlerdir. Ötrofikasyon, yatağın uygun şekilde temizlenmeden rezervuar inşası, baraj inşaatı, durgun bölgelerin oluşması, Termal kirlilik su, atık suların deşarjı, özellikle biyolojik arıtmadan geçmiş olanlar da dahil olmak üzere deterjan içeren belediye atık suları,

Su kütlelerinin ötrofikasyonunu karakterize etmek için ana kriterler şunlardır:

· su kolonundaki çözünmüş oksijen konsantrasyonunda azalma;

· özellikle organik kökenli asılı parçacıkların içeriğinde artış;

· dip çökeltilerdeki fosfor konsantrasyonunda artış;

· ışık nüfuzunun azalması (su bulanıklığının artması);

· Oksijen eksikliği olan organik kalıntıların ayrışması sırasında oluşan gazların konsantrasyonunda bir artış - amonyak, metan, hidrojen sülfür;

· %100 oksijen doygunluğunda su asitliği göstergesi (pH %100);

· mavi-yeşil ve yeşil alglerin baskın olduğu alg popülasyonlarının tutarlı değişimi;


· fitoplankton biyokütlesinde önemli artış;

· algitoksinlerin tespiti.

Ana fotosentetik pigment olan klorofil a konsantrasyonu genellikle bir rezervuarın trofik durumunun doğrudan bir göstergesi olarak kullanılır. Bir su örneğindeki konsantrasyonunun değeri, su kütlelerinin ötrofikasyonunun doğru bir ölçüsü olan alg biyokütlesinin temsili bir göstergesidir. Bu nedenle, su kütlelerinin restorasyon amacıyla besin yüklemesine verdiği "tepkiler" ölçülürken klorofil "a"nın belirlenmesi düzenli olarak kullanılır.

Suyun "çiçeklenmesine" neden olan mavi-yeşil alglerin yoğun çoğalması nedeniyle, suda yaşayan organizmaların yaşam koşulları ve suyun kalitesi, özellikle de organoleptik özellikleri bozulur. Mavi-yeşil algler hayati aktiviteleri sonucunda belirli koşullar altında canlı organizmalar ve insanlar için tehlike oluşturan güçlü toksinler üretirler. Ne rengi ne de kokusu vardır ve kaynatılarak yok edilmezler. Algitoksinlerin toksisiteleri bakımından eşi benzeri yoktur. Karaciğer sirozuna, insanlarda dermatite, hayvanların zehirlenmesine ve ölümüne neden olabilirler.