ЕУТРОФИКАЦИЈА: ПРОЦЕС, УЗРОЦИ, ПОСЛЕДИЦЕ, РЕШЕЊА - ЖИВОТНА СРЕДИНА - 2025

Еутрофикација је вишак хранљивих материја допринели тело воде, стварајући експлозију становништва од алги, цијанобактерије и водене биљке. Ова појава заузврат узрокује смањење раствореног кисеоника у води и, самим тим, утиче на подводни живот.

Растворени кисеоник се смањује услед смањене фотосинтезе потопљеним алгама и биљкама. То се догађа како због блокаде сунчеве светлости услед пролиферације површинских биљака, тако и због веће стопе потрошње кисеоника од ове популације.

Акумулација алги еутрофикацијом.

Еутрофикација се може догодити због природних узрока, када је смањена величина или проток воде или су изванредне кише које носе храњива оптерећења на водна тијела. Међутим, у већини случајева еутрофикација се дешава из антропских узрока изазваних људима.

Проблем еутрофикације расту широм света и више од половине светских језера пати од тога на неком нивоу. Слично томе, мртве зоне се шире у морима због појаве ове појаве, идентифицирајући их више од 700.

Процес

Еутрофикација почиње с доприносом води необичних количина хранљивих састојака, посебно азота (Н) и фосфора (П). Ови доприноси могу потицати из природних и људских (антропских) извора, али у сваком случају су производ и узрок еколошке неравнотеже.

Преферирани организми

Изузетан унос есенцијалних хранљивих материја за раст биљака погодује развоју инвазивних водених биљака и алги. То може бити и фитопланктон и макроалге, а такође долази и до пролиферације цијанобактерија.

Размножавање алги еутрофикацијом. Извор: Фелик Андревс (Флоибик)

Ови организми имају високу стопу репродукције и брзо расту, па уз довољно хранљивих састојака имају конкурентске предности. Расте на површини воденог тела и прекривају целу површину.

Светло

Плутајуће алге и водене биљке које прекривају површину спречавају сунчеву светлост да продире у доње слојеве воде. Због тога потопљене алге и биљке не могу се фотосинтетизирати и почети умирати.

Растворени кисеоник

Блокада подводне фотосинтезе тим површним ширењем биљне масе подразумева и смањење раствореног кисеоника у води. Поред тога, остали извори раствореног кисеоника, као што је размена са атмосфером, су ограничени због блокаде коју врши површинска биљна маса.

Потражња за кисеоником

Испод површине се повећава активност организама који се распадају, посебно бактерија и археје. То подразумева пораст потражње за раствореним кисеоником, која се смањује.

Повећање активности разградње последица је већег снабдевања органском материјом као резултат експлозије површинске популације. Повећање смрти подводних организама такође утиче.

Унутрашњи допринос органске материје и спољашњи контаминирани отпадни флуиди захтевају више кисеоника за његову биохемијску стабилизацију (потражња за хемијским кисеоником). Када нема довољно кисеоника, накупља се полу-разграђена органска материја, цео екосустав прелази у кризу и живот нестаје.

Узроци

Еутрофикација је изазвана снабдевањем храњивим материјама већим од уобичајеног равнотеже екосистема. Што се може догодити и природним и вештачким узроцима, мада су први ретки.

- Природни узроци

На мору

Струје дубоке хладне воде могу проузроковати појаву пукотина фитопланктона, извлачењем хранљивих материја из океанског дна на површину (надоградња). На исти начин, цвјетање алги је природна појава узрокована различитим факторима који фаворизују раст фитопланктона.

У таквим повољним условима долази до необичног повећања популације динофлагелата и дијатомеја. Неке су врсте микроалги безопасне и корисне, али друге су отровне алге, попут динофлагелата из рода Алекандриум.

Ова токсичност је последица емисије токсичних састојака, као што су сакситоксин, цигуатоксин и гониатоксини, микроалгама.

У слаткој води

Реке у свом извирању дуж канала стварају меандре или обележене кривине, које понекад остају изоловане. На овај начин настају лагуне поткове које се напајају кишницом, отјецањем или периодичним преливима ријека.

У тим резервоарима воде постоји већа концентрација хранљивих материја од реке, јер нема одлива. Због тога се природне појаве еутрофикације јављају са ширењем алги и воденом вегетацијом.

- Антропски узроци

Најважнији узрок еутрофикације данас је контаминација водених тијела људским активностима. Посебно отпадне воде без адекватног третмана и дифузног загађења из пољопривреде, што је најважније у свету.

Гнојива и пестициди

Хемијска гнојива састоје се од једињења која су посебно формулисана за обезбеђивање есенцијалних хранљивих материја за раст биљака. Главна формула гнојива укључује азот (Н), фосфор (П) и калијум (К).

Еутрофикација. Извор: Ф. ламиот (сопствени рад)

У пољопривредним системима примена ових производа је неефикасна, тако да око 60% испире из отпадне воде. Ове храњиве материје завршавају у воденим тијелима попут ријека или на крају језера и океана, а превозе се отпадним водама.

Градске отпадне воде

Канализација из домова, уреда и творница осигурава велику количину органских твари и неорганских твари које потичу еутрофикацију. Домаће отпадне воде носе велико оптерећење органске материје која, ако се не третира, допире до водних тела.

Сапуни и детерџенти који се користе у личној хигијени, кућним и другим објектима, такође укључују фосфате и нитрате.

Кисела киша

Индустрије у атмосферу испуштају гасове који садрже душикове оксиде међу осталим једињењима. Ови гасови током реакције са воденом паром стварају киселине које се таложе и доспевају до водених тела.

Ова једињења су додатни извори нитрата који су једно од главних хранљивих састојака који подстичу раст биљака.

Глобално загревање

Раст глобалних температура погодује еутрофикацији, јер топле воде подстичу раст алги и водених биљака. С друге стране, количина раствореног кисеоника смањује се сразмерно повећању температуре воде.

- Доприносећи фактори

Остали фактори доприносе развоју еутрофикације, укључујући недостатак покретљивости воде, плитку дубину, мали проток и високе температуре воде. Што мање воде има у воденом екосуставу или је спорија стопа обнављања, брже долази до засићења храњивим тварима.

Последице

Еутрофикација је озбиљан проблем који углавном погађа слатководне екосистеме, али јавља се и у морским екосистемима. Широм света око половине језера има неки ниво еутрофикације и многе реке, као и приморска подручја, имају мртва подручја због овог узрока.

- Нестанак живота у екосистему

Главна последица еутрофикације је смањење биолошке разноликости у екосистему и коначно нестанак воденог живота. У раним фазама, вишак хранљивих састојака погодује ширењу организама који нападају и који показују брзи раст и размножавање у тим условима.

Еутрофикација у ријеци Потомац (Сједињене Државе). Извор: Александер Трубетскои

У мери у којој ове врсте преовлађују, оне расељавају остале врсте у екосистему, смањујући њихову биолошку разноликост. Како еутрофикација траје, услови на подводном нивоу постају неповољни за живот и организми умиру.

На тај начин нестају потопљене рибе, алге и биљке, као и други водени организми због недостатка кисеоника и светлости. Крајње одредиште, ако се еутрофикација настави, је скоро потпуни нестанак водених вода.

Токсични гасови

Активност анаеробних бактерија ствара отровне гасове попут водоник сулфида, изазивајући велику смрт водених организама.

Утицај на цело подручје

Утицај се шири и на земаљске екосистеме, јер она жива бића која зависе од воде воде такође пропадају или мигрирају. То је последица губитка извора хране и деградације квалитета воде за пиће.

- Смањење производње хране

У еутрофираним подручјима производња хране опада како риболов опада јер су први организми који су погођени риба. Они су, у случају река и мора, присиљени да напусте то подручје, док у језерима завршавају.

- Губитак извора воде

Вода за пиће мора да испуњава услове квалитета, укључујући ниво раствореног кисеоника, пХ и одсуство органских и неорганских нечистоћа. Када се догоди еутрофикација, вода у екосистему смањује својство раствореног кисеоника и накупља велике количине распадајуће органске материје.

То заузврат штетно за здравље и узрокује лоше мирисе и промене боје, неспојиве са његовом употребом као воде за пиће. ПХ воде се мења, постајући киселији због присуства органских киселина.

Здравствено стање

На јавно здравље може утицати и конзумирање воде за пиће из еутрофичних тела. Поред тога, пролиферација одређених микроалги доприноси токсинима води и организмима који је конзумирају.

Слично томе, пораст анаеробних бактерија ствара емисију токсичних гасова као што је водоник сулфид и метан.

- Смањење туристичке активности

Водени екосистеми важни су ступови туристичке атракције, стварају изворе рада и локални развој. Ове предности су угрожене еутрофикацијом, јер утичу и на биолошку разноликост и на пејзажне вредности подручја.

- Економски губици

Као посљедица свега наведеног, еутрофикација доводи до великих економских губитака у смислу смањеног риболова, прихода од туризма и употребе воде.

Решења

Решењима проблема еутрофикације морају се приступити из перспективе спречавања појаве и њеног санирања.

- Превенција

Полазиште за спречавање еутрофикације је свест грађана о његовом постојању, узроцима и последицама. На овај начин грађани могу лобирати за усвајање потребних мјера.

Избегавајте загађење воде

Основно решење проблема еутрофикације услед антропских узрока је смањење загађења воде. За то је неопходно спровести адекватан третман кућне и индустријске канализације пре испуштања у водена тела.

Неопходно је и контролисати друге индиректне изворе загађења воде, као што су емисије гасова које стварају киселе кише.

Нови модел пољопривреде и стоке

Загађење воде узроковано пољопривредним и сточним активностима је дифузно, односно извори загађења не могу се тачно утврдити. На такав начин да је решење проблема доприноса загађивача овим активностима измена технолошких шема производње.

Потребна је пољопривреда која користи мање уноса, посебно ђубрива и хербициде, једињења која доприносе нитритима и фосфатима у води. Дакле, пољопривредни системи са затвореном циркулацијом хранљивих састојака као што је хидропоника, мање загађују у погледу доприноса екосуставима.

Пажња се такође захтева код управљања органским отпадом, сакупљања и третмана канализације у системима за производњу животиња.

- Ремедијација

Након што је у току процес еутрофикације воде, постоји неколико алтернатива за решавање проблема.

Екстракција биљне масе

С обзиром на ширење плутајућих водених биљака попут лене (Леннацеае), буре (Еицххорниа црассипес) или других, изводљиво је спровођење програма сакупљања. Састоји се од масовног уклањања биљака са површине водене површине помоћу повлачних мајеса.

Пречишћавање воде

У тешким случајевима загађења, вода може да се подвргне третманима пречишћавања рециркулацијом из водног тела у постројења за пречишћавање.

Биолошка контрола

Постоје неки организми који конзумирају алге и водене биљке који се шире у еутрофикацији. Употребљени су хетеротрофни штитници за испашу, односно конзумирају микроалге за смањење популације која се размножава еутрофикацијом.

Слично томе, гљивица Церцоспора пиаропи коришћена је за сузбијање лесова Еицххорниа, плутајућег ангиосперма који се размножава под еутрофичним условима.

Хемијска контрола

Узрок флокулације и таложења микроалги је алтернатива, посебно у случају цветања токсичних алги. Ово се постиже додавањем производа као што су натријум-хипохлорит (НаОЦл), глина (каолинит) или комбинације као што је полиалијум-хлорид са бентонитом. Ови производи привлаче и лепе микроалге, формирајући слојеве или масе који се таложе на дну.

Примери подручја са еутрофикацијом

Еутрофикација у Каспијском мору. Извор: Јефф Сцхмалтз, МОДИС тим за брзо реаговање, НАСА / ГСФЦ

- Морске мртве зоне или подручја

Програм Уједињених нација за животну средину указује на постојање више од 700 мртвих подручја у светским океанима. Ове мртве зоне настају услед ниске концентрације раствореног кисеоника услед еутрофикације и њихова процењена површина је већа од 240 000 км².

Мртва зона Мексичког заљева

Једна од најопсежнијих морских мртвих зона на свету је такозвана Мртва зона Мексичког заљева. Море више од 20.700 км² мора имати озбиљне проблеме еутрофикације, уз ширење плутајућих макро и микроалги.

Централни узрок еутрофикације овог подручја су загађене воде ријеке Мисисипи, која има ушће у Заљев. Миссиссиппи пролази кроз већи део пољопривредне зоне Северне Америке, представљајући слив са великим оптерећењем пољопривредних загађивача.

- Црно море

У овом унутрашњем мору смештеном између Европе и Азије, забележен је пораст цветања алги од 1970-их. То је резултирало смањењем популација плитких вода.

Према подацима Европске агенције за заштиту животне средине, хипоксичне и аноксичне појаве се јављају сваког лета као резултат активности алги. Све то због еутрофикације храњивим материјама обезбеђеним пољопривредним и индустријским активностима у сливу овог мора.

Осетљивост на еутрофикацију

Будући да је море са унутрашњим морем чија је једина индиректна веза са океаном Босфорски канал, обнављање вода је веома споро. То, заједно са високим нивоом контаминације у базенима који се њиме хране, чини га посебно подложним еутрофикацији.

У ствари, просечне концентрације нитрата и фосфата порасле су 18 пута у периоду од 1960. до 1992. године. Највећи допринос загађивача долази из слива Дунава, Дњепра и Дњестра.

- Језеро Валенсије

Ово језеро, које се такође назива и језеро Лос Тацаригуас, налази се у северном центру Венецуеле са површином од 344 км². Он чини ендорски базен, то јест затворен, од 3.140 км². Многе његове притоке пролазе кроз градове у центру земље као што су Валенсија и Маракеј, са великим бројем становника и индустријским зонама.

Базенски базен језера Валенсија (Венецуела). Извор: Фев

Већина урбаних и индустријских отпадних вода се испушта у реке претворене у одводне канале без адекватног третмана. Због тога се током деценија накупљала огромна количина загађивача, укључујући органске и неорганске храњиве састојке.

Од 1974. концентрације азота су се удвостручиле, а фосфор утростручио у језеру. Налази се изнад онога што је дозвољено у 146% за азот и 250% за фосфор. Све је то изазвало опсежан феномен еутрофикације који је сада већ добро узнапредовао.

Референце

1. Банд-Сцхмидт, ЦЈ, Бустиллос-Гузман, ЈЈ, Лопез-Цортес, ДЈ, Нунез-Вазкуез, Е. и Хернандез-Сандовал, ФЕ (2011). Тренутни статус студије о цвату штетних алги у Мексику. Хидробиологицал.
2. Цалов, П. (ур.) (1998). Енциклопедија екологије и управљања животном средином.
3. Маргалеф, Р. (1974). Екологија. Омега издања.
4. Одум, ЕП и Варретт, ГВ (2006). Основе екологије. Пето издање. Тхомсон.
5. Ромеро, Ј. (2017). Проучавање историјског понашања органских материја и хранљивих материја које су допринеле реке притока језера Лос Тацаригуас. Универзитет у Карабобу, Инжењерски факултет, Дирекција за студије за дипломиране студенте, магистар инжењерства заштите животне средине.
6. Руиз-Ваноие, ЈА и Диаз-Парра, О. (2015). Кластери мртвих зона у мору. Сциенце Магазине.
7. Сар, ЕА, Феррарио, МЕ и Регуера, Б. (изд., 2002). Штетна алга цвјета у америчком јужном конусу. Шпански институт за океанографију. хттпс://унесдоц.унесцо.орг/арк:/48223/пф0000215417
8. Интерактивна мапа Светских ресурса, еутрофикација и хипоксија. (Као што је приказано 7. фебруара 2020.). Преузето са: хттпс: //ввв.ври.орг/оур-ворк/пројецт/еутропхицатион-анд-хипокиа/интерацтиве-мап-еутропхицатион-хипокиа