ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ АНТРОПОГЕННОЕ ЭВТРОФИРОВАНИЕ
Увеличение запасов минеральных и органических веществ в водоемах происходит как под влиянием природных, так и антропогенных факторов.
Природные факторы
Абиотические
1. Поступление минеральных и органических веществ из грунтов.
Обогащение воды минеральными и органическими веществами в значительной степени зависит от грунтов, формирующих ложе. Подзолистые почвы с низким содержанием гумуса бедны питательными веществами. Почвы с высоким содержанием гумуса лугово-черназемные, дерново-подзолистые, характеризуются высоким содержанием мобильных соединений, которые поступают в воду. Болотные почвы перегнойно-торфянистого типа или торфяники наряду с повышением минерализации вод, способствуют обогащению их органическими веществами торфяного происхождения. Влияние подстилающих пород на обогащение воды биогенными и органическими веществами особенно наглядно проявляется при строительстве водохранилищ. Максимальное количество питательных веществ поступает в воду в первые 120 часов взаимодействия почвы с водой. Это играет большую роль при паводковом подъеме уровня и при колебаниях уровня в результате сработки гидроузлов.
2. Поступление минеральных и органических веществ из атмосферы.
В последние десятилетия загрязнения водоемов за счет атмосферных осадков приобретает значительные масштабы. Подсчитано, что существующий уровень выбросов в атмосферу достаточен для загрязнения слоя толщиной 1–3 км до ПДК. Существенное влияние оказывают выветривание из рудных гор токсических веществ, микроэлементов, а также ежегодное испарение в атмосферу около 350 тыс. т растворителей и около 2.5 % производимого бензина (для США – это 10 млн.т). В целом в воздух попадает более 200 различных веществ. Поэтому за 50 лет уровень загрязненности воздуха даже вдали от промышленных стран увеличился в 2 раза.
|
|
|
Наряду с рассеиванием в космосе, значительная доля веществ увлекается атмосферными осадками и попадает на поверхность земли и в водоемы. В частности, дождевая вода еще в атмосфере может содержать 53 и даже 102 мг/л взвешенных веществ. Поэтому значительное обогащение водоемов биогенными веществами происходит в половодье за счет паводковых вод после выпадения атмосферных осадков.
В связи с резким усилением антропогенного загрязнения и атмосферной миграции среди химических элементов фосфор занимает особое место. При изучении 55 озер севера и центральной части Флориды установлено, что выпадение осадков на акватории составляют 12–59% всего поступления фосфора, а в Балтийском море – 30%, который поступает с речным стоком. Количество атмосферной составляющей еще не определено. В атмосферу попадают растительные остатки, споры, пыльца, растения поставляют летучие продукты метаболизма, минерально-органические выделения листьев, хвои. Известно, что в атмосферной влаге, просочившейся сквозь кроны деревьев, фосфора в 5 раз больше, чем в дождевой воде, собранной на открытом месте. Дожди над океаном содержат фосфора на порядок меньше, чем над сушей, что подтверждает представление о преобладании континентальных источников фосфора. При первом приближении доля растворимого фосфора в осадках составляет 50% общего его содержания. Если вынос фосфора с поверхностными водами выше его поступлений с осадками, то водосбор испытывает повышенную антропогенную нагрузку.
|
|
|
3. Поступление в водоем аллохтонных растительных остатков.
Большое количество биогенных и органических веществ поступает в воду с периодически затопляемых участков лесов, лугов, а также с опадом древесной и кустарниковой растительности прибрежной зоны. Известно, что масштабы биологического круговорота минеральных веществ под пологом цветковой травянистой растительности в 2–3 раза выше, чем под пологом леса из лиственных деревьев, и в несколько раз выше, чем под пологом хвойного леса. Травянистая цветковая растительность, отмирая и минерализуясь, возвращает в почву всю массу своих органических веществ и обогащает соединениями азота, фосфора, углерода, кальция и другими веществами верхнюю часть почвенного профиля, откуда в основном и происходит сток в водоемы. Разложение растительных остатков происходит с различной скоростью в зависимости от их биохимического состава, температуры, рН, степени кислородного насыщения и других факторов. Например, при разложении 1 г свежей древесины (ива, тополь, клен, сосна) в 1 л воды поступает 0.59–2.22 мг/л NH4-N; 0.05–0.6 NO3-N; 0.07–1.07 Pобщ.; 10.9 – 19.2 Cорг., а также Nорг., аминокислоты, сахара.
|
|
|
Биотические
Обогащение водоемов органическими веществами происходит за счет процессов фотосинтеза и азотфиксации, в результате чего происходит связывание и поступление в водоем атмосферной углекислоты и азота. Общая годовая мировая продукция фотосинтеза на суше и в океанах оценивается в 80 млрд. т. Это цифра приблизительно в 14 раз превышает количество добываемого ежегодно на земном шаре топлива (в пересчете на калорийность она превышает в 7–8 раз). Фитопланктон и макрофиты, связывая в процессе фотосинтеза значительное количество углерода, способствуют пополнению запасов органических соединений в экосистеме водоема, а также вовлекают в круговорот биогенные элементы, захороненные в толще донных отложений.
|
|
|
Наряду с фотосинтетическими процессами важную роль в пополнении запасов биогенных веществ в водоемах играет азотфиксация за счет жизнедеятельности синезеленых водорослей (циаопрокариот) и бактерий (азотобактер – аэроб, клостридиум – анаэроб).
Таким образом, процесс природного эвтрофирования обусловлен рядом природных факторов: вымыванием из грунтов, поверхностным стоком, притоком аллохтонного вещества за счет попадающих в водоем растительных и животных отстатков, берегоразрушением, выпадением атмосферных осадков, фотосинтезом и азотфиксацией, за счет чего происходит обогащение водоемов минеральными и органическими веществами.
Когда к природным факторам обогащения водоемов присоединяются антропогенные происходит усиление темпов эвтрофирования.
Антропогенные факторы
К числу факторов антропогенного воздействия относят гидротехническое строительство, связанное с зарегулированием или переброской стока, поверхностный сток с окультуренных площадей (с/х сток, дождевые воды городов), сток сточных вод (бытовых, промышленных, животноводческих и т.п.).
1. Гидротехническое строительство.
В мире создано около 10х103 водохранилищ. Строительство водохранилищ наряду с положительным влиянием на формирование качества вод (повышение рыбопродуктивности, усиления разбавления, уменьшения запаха, цветности и повышения прозрачности) стало одной из причин их значительного эвтрофирования и проявления ряда отрицательных последствий, связанных со снижением их самоочистительной способности.
Важный результат строительства – повышение уровня грунтовых вод, переформирование берегов и изменение климатических условий. Увеличение запасов биогенных и органических веществ в водохранилище, по сравнению с рекой, вызвано значительными поступлениями их из залитых грунтов, разложением растительности, попавшей в зону затопления, замедлением водообмена и течения, снижением степени кислородного насыщения и нарастания степени восстановленности, что ослабляет минерализацию и усиливает поступление веществ из донных отложений.
2. Сток биогенных и органических веществ из с/х угодий.
Вносимые под сельскохозяйственные культуры удобрения вымываются с поверхностным и внутрипочвенным стоком, а также за счет сброса коллекторных и дренажных вод в зонах орошаемого земледелия. В озерах, окруженных пашнею, интенсивно протекают процессы заиления и зарастания. Доля вынесенных в водоем из с/х угодий питательных веществ зависит от геологических условий региона, возделываемой культуры, типа почвы, системы агротехнических приемов и в первую очередь количества и вида внесенных удобрений. В максимальном количестве выносится азот, в минимальном – калий и фосфор.
7. Поступления биогенных и органических веществ из животноводческих комплексов обогащают водоемы за счет поверхностного стока атмосферных осадков и внутрипочвенного стока.
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 254; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!