УЦ.5. Эвтрофикация вод

На примере эвтрофикации и ее последствий наглядно прослеживаются такие основополагающие для экологии явления, как цепные природные реакции, действие лимитирующих факторов, водные сукцессии и другие системные положения.

Следствие эвтрофикации - интенсивный рост водорослей и других растений, накопление в водоемах органических веществ и других продуктов отмирания организмов. Это создает условия для увеличения численности организмов-редуцентов, питающихся мертвым органическим веществом и разлагающих его до исходных минеральных элементов и углекислого газа. Редуценты в процессе жизнедеятельности интенсивно поглощают кислород. Конечный результат таких явлений - обескислороживание водной среды и замена аэробных (с участием кислорода) процессов на анаэробные, протекающие в бескислородной среде. Результат анаэробных процессов - выделение в среду сероводорода, метана и других ядовитых загрязняющих веществ. Таким образом, обогащение вод необходимыми для жизни химическими элементами вызывает вторичный крайне отрицательный экологический и санитарно-гигиенический эффект.

На этом примере четко видна различная реакция двух сред жизни (водной и почвенной) на одни и те же воздействия. Обогащение почвы биогенными веществами почти во всех случаях имеет положительный хозяйственный и экологический эффект в виде повышения продуктивности сообществ, благоприятного воздействия на среду и усиления способности к самоочищению. В данном случае нет оснований говорить о вторичном загрязнении.

В водной среде такие же воздействия ведут к ухудшению важнейшего свойства воды - ее чистоты.

Отрицательные следствия эвтрофикации вод усиливаются при их тепловом загрязнении. Последнее способствует ускоренному обеднению воды кислородом как в результате его меньшей растворимости по мере повышения температуры, так и вследствие интенсификации биохимических процессов.

206

Роль природных и антропогенных факторов в эвтрофикации вод. Эвтрофикация вызывается как природными, так и антропогенными факторами. Различия в их действии связаны не только с интенсивностью, но и с механизмом отдельных процессов.

Природная эвтрофикация протекает, как правило, медленно и зависит от химизма и минералогического состава пород и фунтов, окружающих водоемы. Водоемы с большими запасами воды и расположенные среди кристаллических пород мало подвержены эвтрофикации.

Пример такого водоема - озеро Байкал. Медленная эвтрофикация характерна также для озер ледникового происхождения. Это основные резервуары озерной чистой воды. Такие водоемы вместе с тем в силу малой насыщенности жизнью и низких температур имеют слабую способность к самоочищению. Поэтому они весьма чувствительно реагируют на загрязнения.

Небольшие водоемы, питающиеся с водосборов, хорошо обеспеченных подвижными формами аэотаифосфсра,годвегтженыинтшсию кации. Они быстро переходят из состояния молодости (олигогрофные) к зрелости (мезатрофные) и старости (эвтрофные) при последующем превращении в болота, а затем и в сушу с торфянистыми субстратами.

Антропогенной эвтрофикации в настоящее время подвержены практически все внутренние водоемы и некоторые моря. Основными факторами ее являются минеральные удобрения, а в ряде случаев моющие средства, компоненты которых - поверхностно-активные вещества (ПАВ) изготавливаются на фосфорной основе.

Источниками эвтрофикации вод являются также бытовые и промышленные стоки, животноводческие комплексы, подогретые воды, рекреационные воздействия, преобразования текущих вод в стоячие и другие результаты человеческой деятельности.

Процессы, сопутствующие эвтрофикации вод. В бедных питательными веществами (олиготрофных) природных водах группа организмов-продуцентов представлена в основном крупными растениями (макрофитами). Эти растения размещаются в придонной части водоемов и своими корнями извлекают необходимые им биогенные элементы из донных структур. Выделяющийся в процессе фотосинтеза кислород растворяется в глубинных слоях воды. Поверхностные слои воды обогащаются кислородом, поднимающимся из придонных слоев и в результате поглощения из воздуха. Оба процесса сбалансированы, и вода остается чистой.

207

В эвтрофированных водах создаются благоприятные условия для поглощения растениями биогенных элементов непосредственно из окружающей их воды. Это способствует интенсивному накоплению фитопланктона в верхних слоях воды и гибели донных растений из-за недостатка кислорода. Он здесь поглощается организмами-редуцентами, перерабатывающими органические вещества планктона после его отмирания.

Таким образом, в процессе эвтрофикации изменяется не только химизм воды, но и видовой состав организмов. За этим следует обеднение глубинных слоев воды кислородом, смена аэробных процессов анаэробными, загрязнение воды ядовитыми веществами.