Övergödningsprocess, orsaker, konsekvenser, lösningar

4064
Anthony Golden
Övergödningsprocess, orsaker, konsekvenser, lösningar

De eutrofiering det är ett överskott av näringsämnen som bidragit till en vattenmassa, vilket genererar en befolkningsexplosion av alger, cyanobakterier och vattenväxter. Detta fenomen orsakar i sin tur en minskning av upplöst syre i vattnet och påverkar därför livet under vattnet..

Upplöst syre minskar på grund av minskad fotosyntes av nedsänkta alger och växter. Detta inträffar både på grund av blockering av solljus på grund av proliferation av ytväxter, liksom den högre syreförbrukningen av dessa populationer..

Algen ackumulering genom eutrofiering.

Övergödning kan uppstå på grund av naturliga orsaker när storleken eller flödet av en vattenkropp minskar eller exceptionella regn som leder näringsbelastningar till vattenkroppar. Men i de flesta fall uppstår eutrofiering av mänskliga genererade (antropiska) orsaker..

Problemet med eutrofiering växer över hela världen och mer än hälften av världens sjöar lider av det på någon nivå. På samma sätt sprids döda zoner i haven på grund av förekomsten av detta fenomen och identifierar mer än 700 av dem.

Artikelindex

  • 1 Eutrofieringsprocess
    • 1.1 De gynnade organismerna
    • 1.2 Ljuset
    • 1.3 Upplöst syre
    • 1.4 Syreförbrukning
  • 2 Orsaker
    • 2.1 - Naturliga orsaker
    • 2.2 - Antropiska orsaker
    • 2.3 - Bidragande faktorer
  • 3 konsekvenser
    • 3.1 - Försvinnandet av livet i ekosystemet
    • 3.2 - Minskning av livsmedelsproduktionen
    • 3.3 - Förlust av dricksvattenkällor
    • 3.4 - Minskad turistaktivitet
    • 3.5 - Ekonomiska förluster
  • 4 lösningar
    • 4.1 - Förebyggande
    • 4.2 - Avhjälpande
  • 5 Exempel på områden med övergödning
    • 5.1 - Döda marina zoner eller områden
    • 5.2 - Svarta havet
    • 5.3 - Valencia sjön
  • 6 Referenser

Processen av eutrofiering

Eutrofiering börjar med bidraget till vattnet av ovanliga mängder näringsämnen, särskilt kväve (N) och fosfor (P). Dessa bidrag kan komma från både naturliga och mänskliga (antropiska) källor, men i alla fall är de produkten och orsaken till en ekologisk obalans.

De gynnade organismerna

Det exceptionella intaget av väsentliga näringsämnen för växttillväxt gynnar utvecklingen av invasiva vattenväxter och alger. Det kan vara både fytoplankton och makroalger och spridningen av cyanobakterier förekommer också.

Alger spridning genom eutrofiering. Källa: Felix Andrews (Floybix) [CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Dessa organismer har höga reproduktionshastigheter och växer snabbt, så de har tillräckligt med näringsämnen och har konkurrensfördelar. De växer på vattenytan och täcker hela ytan.

Ljuset

Flytande alger och vattenväxter som täcker ytan förhindrar solljus från att tränga in i de nedre vattenskikten. På grund av detta kan nedsänkta alger och växter inte fotosyntetisera och börja dö..

Upplöst syre

Blockeringen av fotosyntes under vattnet genom denna ytliga spridning av växtmassa innebär också minskningen av upplöst syre i vattnet. Dessutom är andra källor för upplöst syre begränsade, såsom utbyte med atmosfären på grund av blockeringen av den ytliga växtmassan..

Syrebehov

Under ytan ökar aktiviteten hos sönderdelande organismer, särskilt bakterier och archaea. Detta innebär en ökad efterfrågan på upplöst syre, vilket minskar.

Ökningen av nedbrytande aktivitet är en följd av det ökade utbudet av organiskt material som ett resultat av ytpopulationens utbrott. Ökningen av döden av undervattensorganismer påverkar också.

Det interna bidraget från organiskt och det yttre av förorenade avlopp kräver mer syre för dess biokemiska stabilisering (Biochemical Oxygen Demand). När syre är knappt ackumuleras semi-sönderdelat organiskt material, hela ekosystemet går i kris och livet försvinner.

Orsaker

Övergödning orsakas av en näringstillförsel som är högre än den vanliga balansen i ekosystemet. Vilket kan hända av både naturliga och artificiella orsaker, även om de förra är sällsynta..

- Naturliga orsaker

Till sjöss

Strömmar med djupt kallt vatten kan orsaka fytoplanktonpopulationer genom att dra näringsämnen från havsbotten till ytan (uppvärmning). På samma sätt är algblomningar eller odlingar naturliga fenomen som orsakas av olika faktorer som gynnar växtplanktons tillväxt..

Under sådana gynnsamma förhållanden förekommer ovanliga befolkningsökningar av dinoflagellater och kiselalger. Vissa arter av mikroalger är ofarliga och fördelaktiga, men andra är giftiga alger, såsom dinoflagellater av släktet Alexandrium

Denna toxicitet beror på utsläpp av mikroalger av toxiner som saxitoxin, ciguatoxin och gonyatoxiner..

I sötvatten

Floderna i sin härledning längs kanalen genererar slingrar eller markerade kurvor, som ibland förblir isolerade. På detta sätt produceras hästskolaguner som matas av regnvatten, avrinning eller det periodiska flödet av floden.

I dessa vattenreservoarer finns det en koncentration av näringsämnen som är högre än flodens, eftersom det inte finns något utflöde. Därför förekommer naturliga övergödningsfenomen med spridning av alger och vattenvegetation..

- Antropiska orsaker

Den viktigaste orsaken till övergödning idag är förorening av vattenkroppar genom mänskliga aktiviteter. Speciellt avloppsvatten utan adekvat rening och diffus förorening från jordbruket, vilket är det viktigaste i världen..

Gödselmedel och bekämpningsmedel

Kemiska gödningsmedel består av föreningar som är speciellt formulerade för att ge viktiga näringsämnen för växttillväxt. Den huvudsakliga gödningsmedelsformeln innehåller kväve (N), fosfor (P) och kalium (K).

Övergödning. Källa: F. lamiot (eget arbete) [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)]

I jordbrukssystem är tillämpningen av dessa produkter ineffektiv, så att cirka 60% tvättas med avrinningsvatten. Dessa näringsämnen hamnar i vattenförekomster som floder eller slutligen sjöar och hav, transporteras av avrinningsvatten..

Stadsutsläpp

Avlopp från hem, kontor och fabriker ger en stor mängd organiskt material och oorganiska ämnen som främjar övergödning. Avloppsvatten från hemmet bär en stor mängd organiskt material som, om det inte behandlas, når vattenkropparna.

Tvålar och rengöringsmedel som används i personlig hygien, hem och andra anläggningar inkluderar också fosfater och nitrater.

Surt regn

Industrin släpper ut gaser som innehåller kväveoxider bland andra föreningar i atmosfären. Dessa gaser reagerar när de reagerar med vattenånga syror som fäller ut och når vattenkroppar.

Dessa föreningar är ytterligare källor till nitrater som är en av de viktigaste näringsämnena som främjar växttillväxt..

Global uppvärmning

Stigande globala temperaturer gynnar eutrofiering, eftersom varmt vatten främjar tillväxten av alger och vattenväxter. Å andra sidan minskar mängden upplöst syre i proportion till ökningen av vattentemperaturen..

- Bidragande faktorer

Andra faktorer bidrar till utvecklingen av eutrofiering, inklusive brist på vattenrörlighet, grunt djup, lågt flöde och höga vattentemperaturer. Ju mindre vatten det finns i vattenlevande ekosystemet eller ju långsammare dess förnyelseshastighet, desto snabbare når näringsmättnaden.

Konsekvenser

Övergödning är ett allvarligt problem som främst påverkar sötvattensekosystem, men det förekommer också i marina ekosystem. Över hela världen har ungefär hälften av sjöarna en viss nivå av övergödning och många floder såväl som kustområden har döda områden på grund av denna orsak..

- Livets försvinnande i ekosystemet

Den främsta konsekvensen av övergödning är minskningen av biologisk mångfald i ekosystemet och slutligen försvinnandet av vattenlevande liv. I de tidiga stadierna gynnar överskott av näringsämnen spridningen av invaderande organismer som visar snabb tillväxt och reproduktion under dessa förhållanden..

Övergödning i Potomac River (USA). Källa: Alexandr Trubetskoy [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

I den utsträckning dessa arter dominerar förskjuter de resten av arten i ekosystemet och minskar deras biologiska mångfald. När eutrofieringen fortskrider blir förhållandena på undervattensnivån ogynnsamma för livet och organismer dör.

På detta sätt försvinner nedsänkt fisk, alger och växter, liksom andra vattenlevande organismer på grund av syre- och ljusbrist. Slutdestinationen, om eutrofieringen fortsätter, är det nästan totala försvinnandet av vattenlivet..

Giftiga gaser

Aktiviteten hos anaeroba bakterier producerar giftiga gaser som vätesulfid, vilket orsakar stora dödsfall hos vattenlevande organismer..

Påverkan i hela området

Effekten sträcker sig till markbundna ekosystem, eftersom de levande varelser som är beroende av vattenkroppen också försvinner eller migrerar. Detta beror både på förlusten av matkällan och på grund av nedbrytningen av vattnets drickskvalitet..

- Minskad matproduktion

I eutrofierade områden minskar livsmedelsproduktionen när fisket minskar eftersom de första organismerna som påverkas är fisk. Dessa, när det gäller floder och hav, tvingas lämna området medan de i sjöarna försvinner.

- Förlust av dricksvattenkällor

Dricksvatten måste uppfylla kvalitetsförhållanden, inklusive upplöst syrenivå, pH och frånvaro av organiska och oorganiska föroreningar. När eutrofiering sker minskar vattnet i ekosystemet dess upplösta syreinnehåll och ackumulerar stora mängder sönderdelande organiskt material..

Detta är i sin tur skadligt för hälsan och orsakar dålig lukt och färgförändringar, oförenligt med dess användning som dricksvatten. Vattnets pH förändras och blir surare på grund av närvaron av organiska syror.

Hälsoförhållanden

Folkhälsan kan påverkas av konsumtionen av icke-dricksvatten från eutrofiska vattenkroppar. Dessutom bidrar spridningen av vissa mikroalger toxiner till vattnet och till de organismer som konsumerar det.

På liknande sätt genererar ökningen av anaeroba bakterier utsläpp av giftiga gaser såsom vätesulfid och metan..

- Minskad turistaktivitet

Vattenlevande ekosystem är viktiga poler för turistattraktion, som genererar källor till arbete och lokal utveckling. Dessa fördelar hotas av eutrofiering, eftersom det påverkar både biologisk mångfald och landskapets värden..

- Ekonomiska förluster

Som en konsekvens av ovanstående leder eutrofiering till stora ekonomiska förluster när det gäller minskat fiske, turisminkomster och vattenanvändning..

Lösningar

Lösningar på problemet med eutrofiering måste tas fram ur perspektivet att förebygga fenomenet och från dess sanering.

- Förebyggande

Utgångspunkten för att förebygga eutrofiering är medborgarnas medvetenhet om dess existens, orsaker och konsekvenser. På detta sätt kan medborgarna trycka på att nödvändiga åtgärder vidtas..

Undvik vattenförorening

Den grundläggande lösningen på problemet med eutrofiering på grund av konstgjorda orsaker är minskningen av vattenföroreningar. För detta är det nödvändigt att genomföra en adekvat behandling av avloppsvatten från hushåll och industri innan det släpps ut i vattenförekomsterna..

Det är också nödvändigt att kontrollera andra indirekta källor till vattenföroreningar, såsom gasutsläpp som genererar surt regn..

Ny jordbruks- och boskapsmodell

Vattenföroreningar orsakade av jordbruks- och boskapsaktiviteter är diffusa, det vill säga de förorenande källorna kan inte identifieras exakt. På ett sådant sätt att lösningen på problemet med föroreningarnas bidrag från dessa aktiviteter är att ändra de tekniska produktionsplanerna.

Ett jordbruk som använder färre insatser krävs, särskilt gödselmedel och herbicider, föreningar som bidrar med nitrit och fosfater till vatten. Således är jordbrukssystem med sluten cirkulation av näringsämnen som hydroponics mindre förorenande när det gäller bidrag till ekosystem.

Uppmärksamhet krävs också vid hantering av organiskt avfall, insamling och behandling av avloppsvatten i djurproduktionssystem..

- Åtgärd

När övergödningsprocessen för en vattenkropp är på gång finns det flera alternativ för att lösa problemet.

Extraktion av vegetabilisk massa

Med tanke på spridningen av flytande vattenväxter som lenna (Lennaceae), bora (Eichhornia crassipes) eller andra är det möjligt att genomföra insamlingsprogram. Detta består i att massivt avlägsna växterna från ytan av vattnet med hjälp av dragande mayaer..

Vattenrening

I svåra fall av kontaminering kan vattnet genomgå reningsbehandlingar som recirkuleras från vattenkroppen till reningsverk.

Biologisk kontroll

Det finns några organismer som konsumerar alger och vattenväxter som sprider sig i eutrofiering. Heterotrofa betesprotister har använts, det vill säga de konsumerar mikroalger för att minska populationerna som sprider sig vid eutrofiering..

Svampen har också använts Cercospora piaropi för kontroll av Eichhornia crassipes, ett flytande angiosperm som sprider sig under eutrofiska förhållanden.

Kemisk kontroll

Att orsaka flockning och utfällning av mikroalger är ett alternativ, särskilt i fall av giftiga algblomningar. Detta uppnås genom att tillsätta produkter såsom natriumhypoklorit (NaOCl), leror (kaolinit) eller kombinationer såsom polyaluminiumklorid med bentonit. Dessa produkter lockar och vidhäftar mikroalgerna och bildar flockar eller massor som sedan fälls ut till botten.

Exempel på områden med övergödning

Övergödning i Kaspiska havet. Källa: Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA / GSFC [Public domain]

- Marina döda zoner eller områden

FN: s miljöprogram indikerar att det finns mer än 700 döda områden i världshaven. Dessa döda zoner beror på en låg koncentration av upplöst syre på grund av övergödning och deras beräknade yta är större än 240 000 km².

Den döda zonen i Mexikanska golfen

En av de mest omfattande marina döda zonerna i världen är den så kallade döda zonen i Mexikanska golfen. Det är mer än 20 700 km² hav som drabbas av allvarliga problem med övergödning, med spridningen av flytande makro och mikroalger..

Den främsta orsaken till övergödningen av detta område är det förorenade vattnet i Mississippifloden som har sin mynning i viken. Mississippi går genom en stor del av jordbruksområdet i Nordamerika och är ett avrinningsområde med hög belastning av jordbruksföroreningar..

- Svarta havet

I detta inlandssjö som ligger mellan Europa och Asien har en ökad algblomning rapporterats sedan 1970-talet. Detta har resulterat i minskande populationer av grunda vattenarter..

Enligt information från Europeiska miljöbyrån förekommer hypoxi och anoxi varje sommar som ett resultat av algernas aktivitet. Allt detta på grund av övergödning av de näringsämnen som tillhandahålls av jordbruks- och industriaktiviteter i havets bassäng..

Känslighet för eutrofiering

Eftersom det är ett inlandshav vars enda indirekta havsförbindelse är Bosporuskanalen, är förnyelsen av vattnet mycket långsam. Detta, tillsammans med de höga nivåerna av föroreningar i bassängerna som matar det, gör det särskilt känsligt för eutrofiering..

Faktum är att de genomsnittliga koncentrationerna av nitrater och fosfater har ökat 18 gånger från 1960 till 1992. Det största bidraget från föroreningar kommer från floderna Donau, Dnepr och Dnjestr..

- Valencia sjön

Denna sjö, även kallad Los Tacariguas-sjön, ligger i den nordligaste delen av Venezuela med ett område på 344 km². Det bildar ett endoreiskt bassäng, det vill säga stängt, på 3 140 km². Många av dess bifloder passerar genom städer i centrum av landet som Valencia och Maracay, med höga befolkningar och industriområden..

Lake Valencia Basin (Venezuela). Källa: Fev [Public domain]

Det mesta urbana och industriella avloppsvattnet släpps ut i floder som omvandlas till dräneringskanaler utan adekvat behandling. Detta har resulterat i stora mängder föroreningar som ackumulerats under årtionden, inklusive organiska och oorganiska näringsämnen..

Sedan 1974 har kvävehalterna fördubblats och fosfor tredubblats i sjön. Ligger ovanför vad som tillåts i 146% för kväve och 250% för fosfor. Allt detta har orsakat ett omfattande fenomen av eutrofiering som idag är långt framskridet.

Referenser

  1. Band-Schmidt, C.J., Bustillos-Guzmán, J.J., López-Cortés, D.J., Núñez-Vázquez, E. och Hernández-Sandoval, F.E. (2011). Den aktuella statusen för studien av skadliga algblomningar i Mexiko. Hydrobiologisk.
  2. Calow, P. (red.) (1998). Encyclopedia of ecology and environment management.
  3. Margalef, R. (1974). Ekologi. Omega-utgåvor.
  4. Odum, E.P. och Warrett, G.W. (2006). Grunderna i ekologi. Femte upplagan. Thomson.
  5. Romero, J. (2017). Studie av det historiska beteendet hos organiskt material och näringsämnen som tillhandahålls av bifloderna i sjön Los Tacariguas. University of Carabobo, Tekniska fakulteten, Studiedirektoratet för akademiker, Master i miljöteknik.
  6. Ruiz-Vanoye, J.A. och Díaz-Parra, O. (2015). Kluster av döda zoner i havet. Science Magazine.
  7. Sar, E.A., Ferrario, M.E. och Reguera, B. (red., 2002). Skadliga algblomningar i den amerikanska södra konen. Spanish Institute of Oceanography. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000215417
  8. World Resources Institute, eutrofiering och hypoxi interaktiv karta. (Som ses den 7 februari 2020). Hämtad från: https: //www.wri.org/our-work/project/eutrophication-and-hypoxia/interactive-map-eutrophication-hypoxia

Ingen har kommenterat den här artikeln än.