Vai jūs zināt ūdens eitrofikāciju? Ar ūdens piesārņojumu saistītas daudzas vides problēmas. Mēs definējam ūdens piesārņojums kā ūdens dabisko īpašību un tā sastāva zudums dabisku vai mākslīgu ārēju faktoru ietekmē. Ir daudz piesārņotāju veidu, kas spēj modificēt, mainīt un pasliktināt ūdens raksturīgās īpašības. Ūdens piesārņojuma rezultātā tas zaudē funkcionalitāti ekosistēmās un vairs nav dzerams cilvēkiem, turklāt kļūst toksisks.
Starp šodien pastāvošajiem ūdens piesārņojuma veidiem mēs runāsim eitrofikācija. Ūdens eitrofikācija ir dabisks ūdens ekosistēmu process, kas veidojas, bagātinot barības vielas, ko ražo organisko vielu pārpalikums cilvēku darbības rezultātā nonāk upēs un ezeros. Kādas problēmas ūdens eitrofikācija pavada gan cilvēkam, gan dabiskajām ekosistēmām?
Ūdens kvalitātes definīcija
Lai sāktu runāt par ūdens eitrofikāciju (kā jau minējām iepriekš, tas ir ūdens piesārņojuma veids), mums saskaņā ar spēkā esošajiem tiesību aktiem ir jādefinē, kas ir ūdens labā stāvoklī.
Mēs definējam ūdens kvalitāti kā fizisko, ķīmisko un bioloģisko parametru kopumu, ko šis ūdens rada un kam piemīt kas ļauj dzīvot tajā dzīvojošajiem organismiem. Lai to izdarītu, tam ir jābūt vairākām īpašībām:
- Esiet brīvs no patērētājiem bīstamām vielām un mikroorganismiem.
- Jābūt brīvam no vielām, kas piešķir tai nepatīkamas īpašības (krāsa, duļķainība, smarža, garša).
Lai uzzinātu ūdens stāvokli, mums ir jāsalīdzina parametri, kas iegūti pēc analīzes laboratorijā, ar dažiem ūdens kvalitātes standartiem. Šos standartus nosaka Eiropas Parlamenta un Padomes Direktīva 2000/60 / EK, ar kuru izveido Kopienas sistēmu darbībai ūdens politikas jomā, kas labāk pazīstama kā Ūdens pamatdirektīva. Šīs direktīvas mērķis ir sasniegt un uzturēt labu ūdens ekoloģisko un ķīmisko stāvokli.
Ūdeņu eitrofikācija
Pēdējo 200 gadu laikā cilvēks ir paātrinājis eitrofikācijas procesus, modificējot gan ūdens kvalitāti, gan tajā dzīvojošo bioloģisko kopienu struktūru.
Eitrofikācija rada milzīgs mikro aļģu pieaugums kas krāso ūdeni zaļā krāsā. Šīs krāsas dēļ saules gaisma nenokļūst ūdens apakšējos slāņos, tāpēc šajā līmenī esošās aļģes nesaņem gaismu, lai veiktu fotosintēzi, kas noved pie aļģu nāves. Aļģu nāve rada papildu organisko vielu ieguldījumu, lai vieta kļūtu sapuvusi un samazinātu vidi (tas nozīmē, ka vidē ir maz skābekļa).
Ūdeņu eitrofikācijas sekas
Kad notiek eitrofikācija, ūdens ievērojami zaudē paredzēto lietojumu, kā arī izraisa dzīvnieku sugu mirstību, ūdens sadalīšanos un mikroorganismu (galvenokārt baktēriju) augšanu.
Turklāt daudzos gadījumos mikroorganismi kļūst par risku cilvēku veselībai, kā tas ir gadījumā ar ūdeni pārnēsātiem patogēniem.
Eitrofikācija maina ūdens ekosistēmu vides īpašības mainot pārtikas ķēdi un palielinot ekosistēmas entropiju (traucējumus). Tam ir tādas sekas kā bioloģiskās daudzveidības samazināšanās ekosistēmās, ekoloģiskā nelīdzsvarotība, jo, ja mazāk sugu mijiedarbojas savā starpā, bagātība un ģenētiskā mainība samazinās.
Kad kāda teritorija zaudē savu potenciālu vai vietējo bioloģisko daudzveidību, oportūnistiskākas sugas vairojas, ieņemot citu sugu iepriekš izveidotās nišas. Ūdens eitrofikācijas ekoloģiskās sekas papildina ekonomiskās sekas. Dzeramā ūdens zudums un upju un ezeru labais stāvoklis rada ekonomiskus zaudējumus.
Ūdeņu eitrofikācijas posmi
Ūdeņu eitrofikācija nenotiek uzreiz, bet tai ir vairāki posmi, kā redzēsim tālāk:
Oligotrofiskā stadija
Parasti tas ir normāls un veselīgs ekosistēmu stāvoklis. Piemēram, upes ekosistēma, kurā vidēji ir pietiekami daudz barības vielu, lai uzturētu tajā dzīvojošās dzīvnieku un augu sugas, un ar pietiekamu izstarojuma pakāpi, lai aļģes varētu tās iekšienē fotosintezēt.
Oligotrofā stadijā ūdenim ir ievērojama caurspīdība un tā ir dzīvnieki, kas elpo un filtrē skābekli.
Barības vielu piegāde
Nenormāls barības vielu daudzums var būt gadījuma rakstura, nelaimes gadījums vai laika gaitā kļūt par kaut ko nepārtrauktu. Ja laiku pa laikam notiek noplūde, kas upēs izraisa barības vielu pārmērību, ekosistēma var atjaunoties. Tomēr, ja barības vielu papildu piegāde sāk būt nepārtraukta, sāksies sprādzienbīstama augu un aļģu augšana.
Ir vienšūnu aļģes, kas aug ūdenī, tās pašas fotoniskajā zonā. Tā kā tās ir fotosintētiskas aļģes, tās ūdenim piešķir zaļganu krāsu, kas novērš gaismas caurbraukšanu dziļumos, kādus tas iepriekš sasniedza. Tas rada problēmu tiem augiem, kas atrodas zem fotiskās zonas, jo, nesaņemot pietiekami daudz saules gaismas, viņi nevar fotosintezēt un mirt.
Turklāt barības vielu pārpalikuma dēļ augu un aļģu populācijās notiek eksponenciāla izaugsme, un, tāpat kā visās dabiskajās ekosistēmās, ekoloģiskais līdzsvars tiek sadalīts. Tagad situācija izskatās šāda: daudz barības vielu daudziem iedzīvotājiem. Tomēr šī situācija nevar turpināties ilgi, galvenokārt tāpēc, ka populācijas iztukšo barības vielas un galu galā mirst un atgriežas upes vai ezera dibenā.
Eitrofiskā stadija
Apakšā esošo mirušo organisko vielu noārda baktērijas, kas patērē skābekli, kā arī var radīt toksīnus, kas ir letāli augiem un dzīvniekiem.
Skābekļa trūkuma dēļ mīkstmieši apakšā mirst, un zivis un vēžveidīgie mirst vai aizbēg uz neskartajām vietām. Var parādīties invazīvas sugas, kas pieradušas pie skābekļa trūkuma (piemēram, stieņi un asari var izspiest lašus un foreles).
Ja eitrofikācija ir ļoti izteikta, upes vai ezera dibenā var izveidot zonu bez skābekļa kurā ūdens ir pārāk blīvs, tumšs un auksts un neļauj augt aļģēm vai dzīvniekiem.
Ūdeņu eitrofikācijas cēloņi
Ūdeņu eitrofikācija var notikt dažādos veidos - gan dabiskā, gan cilvēku veidā. Gandrīz visus ūdens eitrofikācijas gadījumus visā pasaulē izraisa cilvēku darbības. Šie ir galvenie cēloņi:
Lauksaimniecība
Lauksaimniecībā tos izmanto slāpekļa mēslošanas līdzekļi mēslot kultūraugus. Šie mēslošanas līdzekļi filtrējas caur zemi un nonāk upēs un gruntsūdeņos, izraisot papildu barības vielu piegādi ūdenim un izraisot eitrofikāciju.
Lauksaimniecībā radītais eitrofikācijas veids ir pilnīgi izkliedēts, jo tā koncentrācija ir izplatīta daudzās jomās, un ne visas tās ir vienādas.
Liellopu audzēšana
Dzīvnieku izkārnījumos ir daudz barības vielu, īpaši slāpekļa (amonjaka), ko augi izmanto augšanai. Ja mājdzīvnieku ekskrementi netiek labi pārvaldīti, tie var galu galā piesārņot tuvējos ūdeņus.
Parasti ūdens novadīšana vai piesārņošana mājlopu tuvumā notiek savlaicīgi un tas pilnībā neitroficē ūdeņus.
Pilsētas atkritumi
Pilsētas atkritumi, kas visvairāk var izraisīt ūdens eitrofikāciju, ir fosfātu mazgāšanas līdzekļi. Fosfors ir vēl viena no augiem nepieciešamajām barības vielām, tādēļ, ja ūdenim pievienosim lielu daudzumu fosfora, augi pārmērīgi vairosies un izraisīs eitrofikāciju.
Rūpnieciskā darbība
Rūpnieciskā darbība var būt arī barības vielu avots rada specifiskus eitrofikācijas avotus. Rūpniecības gadījumā starp daudziem citiem toksīniem var izvadīt gan slāpekļa, gan fosfāta produktus.
Tāpat kā pilsētas atkritumu izraisītā eitrofikācija, tā ir nepārprotami precīza, kad tā notiek, intensīvi skarot konkrētas teritorijas.
Atmosfēras piesārņojums
Ne visas siltumnīcefekta gāzu emisijas spēj izraisīt eitrofikāciju ūdeņos. Tomēr šīs slāpekļa oksīdu un sēra emisijas, kas reaģē atmosfērā un rada skābu lietu, to dara.
30% slāpekļa, kas nonāk jūrās, to dara atmosfēras ceļā.
Mežsaimnieciskā darbība
Ja meža atlikumi paliek ūdenī, tad, kad tie ir degradējušies, tie veido visu slāpekli un pārējās barības vielas, kas augam bija. Atkal tas ir papildu barības vielu daudzums, kas veido eitrofikāciju.
Ūdens eitrofikācija ir pasaules mēroga problēma, kas ietekmē visus saldūdens avotus. Tā ir problēma, kas jāatrisina pēc iespējas ātrāk, jo līdz ar klimata pārmaiņām sausums palielināsies, un mums ir jāaizsargā visi uz planētas pieejamie saldūdens resursi.