13.7: Евтрофікація
Евтрофікація відбувається при введенні надлишку поживних речовин в водойму. Цей процес збільшує швидкість надходження органічної речовини в екосистему і стимулює ріст водних рослин. При нормальному рівні ці поживні речовини живлять ріст організмів, званих ціанобактеріями або водоростями. Але при занадто великій кількості поживних речовин ціанобактерії виростають з-під контролю. Надлишок водоростей блокує сонячне світло, необхідне рослинам, що живуть на дні, і призводить до зменшення кисню у воді і, отже, призводить до негативних наслідків.
Евтрофікація відбувається природним шляхом, але антропогенна діяльність, така як промислові стоки та стік добрив, багатих азотом та фосфором, значною мірою сприяють подіям евтрофікації. При надходженні з надлишком поживних речовин водорості можуть вирости з-під контролю. Ця подія відома як «цвітіння водоростей» і порушує баланс екосистеми. Як описано вище, посилений ріст блокує доступність сонячного світла для донних організмів та інших рослин і організмів у фотичній зоні. Заростання водоростей з часом починає відмирати і розщеплюється мікробами, які споживають кисень в процесі розкладання. Це створює гіпоксичне середовище і знижує доступність кисню у воді для інших організмів.
Це відео від NOAA пояснює евтрофікацію
https://aamboceanservice.blob.core.windows.net/oceanservice-prod/facts/eutrophication.mp4
Деякі негативні наслідки цього надмірного вироблення водоростей або цвітіння водоростей:
- Вироблення небезпечних токсинів, здатних вбивати тварин і людей
- Створення «мертвих зон» (гіпоксичних зон з низьким вмістом кисню, або відсутність аноксичних зон кисню) в океані
- Збільшення витрат на очищення води
- Шкода галузям та громадам, які покладаються на постраждалий вододіл
Процес евтрофікації і як це призводить до гіпоксії. Джерело: https://www.wri.org/our-work/project/eutrophication-and-hypoxia/about-eutrophication
Мультимедіа - Відео Академії Хана
Наступне посилання направляє вас на відео, зроблене Академією Хана, яке пояснює процес евтрофікації та як утворюються мертві зони.
Джерела евтрофікації
Точкове джерело
Точкове джерело забруднення - це той, який безпосередньо ідентифікується і може бути простежений до єдиного помітного джерела. Заводи і очисні споруди - найпоширеніші види точкових джерел, що викликають евтрофікацію. Деякі заводи скидають свої відходи, звані стоками, безпосередньо у водойму з каналізаційних труб. Нерегульоване скидання стоків може завдати серйозної шкоди здоров'ю людини і навколишньому середовищу. Наслідки нерегульованого скиду включають забруднення води, небезпечну питну воду та обмежені рекреаційні заходи. Звалище стічних вод може відкладати поживні речовини в потоках, які можуть бути перенесені в море і викликати події евтрофікації. Симптоми, спричинені впливом водорослевих токсинів у питній воді, можуть включати нудоту, блювоту та подразнення горла. При вживанні води в достатній кількості токсини можуть впливати на печінку і нервову систему. Це також може побічно позначитися на економіці через втрату робочих днів через подібні проблеми зі здоров'ям.
Неточкове джерело
Неточкове джерело забруднення - це забруднення, де походження менш визначене і більш дифузне. Неточкове джерело забруднення важко виправити, оскільки джерело не може бути визначено. Сільськогосподарський стік є найбільшим неточковим джерелом забруднення, що призводить до евтрофікації в дельті. Більше 200 мільйонів фунтів пестицидів застосовується до каліфорнійських ферм щороку, які вимиваються в дельту. Стік води над ландшафтами з надлишком добрив може підбирати поживні речовини і переносити їх до водойм. Міський стік також вважається неточковим джерелом забруднення, що впливає на евтрофікацію.
Гіпоксія
Евтрофікація може привести до гіпоксії в товщі води. Подія гіпоксії виникає при низькому рівні кисню у воді. Цей інцидент є наслідком евтрофікації через надлишок надходження поживних речовин (азоту та фосфору) у воді, що стимулює ріст фітопланктону і, отже, впливає на риб та інші організми. Діяльність людини збільшила швидкість евтрофікації за допомогою точкового джерела та неточкового скидання поживних речовин, таких як азот та фосфор.
Джерело: Гіпоксія Мексиканської затоки https://gulfhypoxia.net/about-hypoxia/
Зі збільшенням біомаси рослин і тварин видове різноманіття зменшується, а уражена територія буде перенаселена фітопланктоном, що харчується збільшеними водоростями. Це також змінить домінуючу біоту в регіоні.
Помутніння - це помутніння води через осаду. Це може бути викликано надмірним фітопланктоном, ростом водоростей, міським стоком або відкладеннями від ерозії. Ці зважені частинки, крім того, що вода виглядає брудною, також допомагають сприяти токсинам у воді, оскільки важкі метали та токсичні органічні сполуки можуть легко прикріплюватися до зваженого осаду. Ці зважені частинки також поглинають тепло від сонця, роблячи каламутні води теплішими. Це також знижує вміст кисню у воді, оскільки більше кисню розчиняється в більш холодних водах. Зважені частинки також розсіюють світло, зменшуючи фотосинтетичну активність рослин і водоростей, що призводить до позитивного зворотного зв'язку для зменшення кисню ще більше. Деякі біологічні впливи включають: ікра риб і личинки будуть покриті і задихатися, а зябра засмічуються і пошкоджуються. Таким чином, помутніння є правдоподібним і вкрай шкідливим ефектом евтрофікації.
Мертві зони
Чорне море - одна з багатьох мертвих зон, які були ідентифіковані. Мертва зона виникла внаслідок забруднень з річки Дунай, що протікає з Німеччини. Протягом 1960-х до 1989 років відбувся величезний вхід у вододіли з декількох джерел. Джерела поживних речовин зростають використання викопного палива та надходження NOx з атмосферних джерел, інтенсивне використання добрив у сільськогосподарських практиках, введення стічних вод у водопровідні системи. Це призвело до втрати рибальства і морських звичок порушених і зниження туризму.
Мексиканська затока - це, по суті, великий стік для мережі річок, відомих як басейн річки Міссісіпі-Атчафалая (MARB), який включає великі річки, такі як Міссісіпі та Міссурі. MARB проходить через 31 стан, і сільське господарство є домінуючою галуззю в декількох з цих держав, де відбувається переповнення поживних речовин. Процес евтрофікації в Мексиканській затоці є циклічним і зростає влітку і скорочується взимку через зменшення сільського господарства лише для повернення наступного літа. Ця мертва зона вздовж північного краю затоки, що простяглася вздовж Техасу і Луїзіани, влітку 2014 року становила 13 080 квадратних кілометрів, і це найбільша мертва зона в США
Джерело: Гіпоксія Мексиканської затоки https://gulfhypoxia.net/about-hypoxia/
Відео - Мертва зона в Перській затоці 2017
Це наступне відео дає короткий підсумок гіпоксичної зони Мексиканської затоки 2017 року. https://oceantoday.noaa.gov/happnowdeadzone/
На наступному зображенні показані поточні області по всьому світу, які є гіпоксичними, евтрофічними або відновлюються. На цій карті показані мертві зони (червоні) області, де надлишок поживних речовин може дозволити розвиватися мертвим зонам (жовтий). У деяких куточках світу райони, які мали мертві зони, стають кращими (зеленими).
Джерело: Новини науки для студентів (https://www.sciencenewsforstudents.org/article/suffocating-waters)
Посилання
- http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/eutrophication-causes-consequences-and-controls-in-aquatic-102364466
- www.глобальне партнерство для океану... чорно-морський-синій
- http://oceanservice.noaa.gov/educati...intsource.html
- www2.epa.gov/дані про політику поживних речовин/ціанохаби
- http://dujs.dartmouth.edu/winter-2012/eutrophication-in-the-gulf-of-mexico-how-midwestern-farming-practices-are-creating-a-%E2%80%98dead-zone%E2%80%99#.VObsBFPF9fw
- http://water.epa.gov/type/watersheds/named/msbasin/zone.cfm
- http://water.epa.gov/type/watersheds...hypoxia101.cfm
- https://www.youtube.com/watch<wbr/> v=РЗК КЗК
- http://1.bp.blogspot.com/-HAO2PgXGXd...ia+diagram.png
- http://www.nytimes.com/interactive/2... -map.html? _r=0
- http://www.wri.org/resource/interact...cation-hypoxia
- http://www.lenntech.com/eutrophicati...on-effects.htm
- http://www.lenntech.com/turbidity.htm