Последствия эвтрофирования водоемов для человека.
Основным потребителем воды является человек. Как известно, при избыточной концентрации водорослей происходит ухудшение качества воды. Особое внимание заслуживают токсические метаболиты, в частности синезеленых водорослей. Альготоксины проявляют значительную биологическую активность по отношению к различным гидробионтам и теплокровным животным. Альготоксины относятся к высокотоксичным соединениям. Токсины синезеленых действует на центральную нервную систему животных, что проявляется в возникновении параличей задних конечностей, десинхронизации ритма центральной нервной системы. При хронических отравлениях токсины угнетают окислительно-восстановительные ферментативные системы, холинэстеразу, повышают активность альдолазы, в результате чего нарушается углеродный и белковый обмен, а во внутренних средах организма накапливаются недоокисленные продукты углеводного обмена. Наблюдается уменьшение количества эритроцитов. Угнетение тканевого дыхания вызывает гипоксию смешанного типа. В результате глубокого вмешательства в обменные процессы и тканевое дыхание теплокровных животных токсины синезеленых водорослей имеет широкий спектр биологического действия и может быть отнесен к числу протоплазматических ядов высокой биологической активности. Все это свидетельствует о недопустимости использования в питьевых целях водыиз мест скопления водорослей и водоемов, подверженных сильному «цветению», поскольку токсические вещества водорослей не обезвреживаются системами обычной водоочистки и могут попадать в водопроводную сеть как в растворенном виде, так и вместе с отдельными клетками водорослей. Загрязнение и ухудшение качества воды может отражаться на здоровье человека через ряд трофических звеньев. Так загрязнение воды органическими соединениями ртути становится причиной ее накопления в рыбе. Употребление в пищу такой рыбы вызвало в Японии весьма опасное заболевание болезнь Минамата, в результате которой отмечены многочисленные смертельные случаи, а также рождение слепых, глухих и парализованных детей.
|
|
|
Установлена связь между возникновениемдетской метгемоглобинемии и содержанием нитратов в воде. Отмечено высокое содержание нитратов в колодцах в кукурузном поясе США. Часто подземные воды из-за этого не пригодны для питья. Возникновение менингоэнцефалита у подростков связывают после продолжительного купания в пруду или в реке в теплый летний день. Предполагается связь между асептическим менингитом, энцефалитом и купанием в водоемах, где может наблюдаться с ростом трофии усиление вирусного загрязнения воды.
|
|
|
Широкую известность приобрели инфекционные заболевания за счет микроскопических грибов, попадающих из воды в раны, вызывающие у человека сильное поражение кожи.
Контакт с водорослями, употребление воды из водоемов, подверженных «цветению» или рыбы, питающейся токсическими водорослями, может вызвать «гаффскую» болезнь, коньюктивиты и аллергии. Часто вспышки холеры совпадают с периодом «цветения» воды синезелеными водорослями.
Массовое развитие водорослей в водоеме наряду с помехами водоснабжении и ухудшении качества воды значительно затрудняет рекреационное использование водного источника, а также является причиной помех в техническом водоснабжении. На стенках трубок водоводов и систем охлаждения усиливается развитие биообрастаний. При подщелачивании среды вследствие развития водорослей происходит образование твердых карбонатных отложений, а из-за оседания частиц и водорослей снижается теплопроводность трубок теплообменных устройств.
Сапробность. Биологический анализ качества вод
Сапробность воды ( sapros – от греч. гнилой) – насыщенность разлагающимися органическими веществами (определение из экологического словаря Б.А. Быкова, 1988).Этот термин предложил в1956 г. R. Sramek-Husek. В русской литературе в 1960-е годы для методов гидробиологического анализа предлагали следующую формулировку: сапробность – это комплекс физиологических свойств организмов, обуславливающих их способность развиваться в водах, имеющих определенное содержание органических веществ, определенную степень загрязнения. M. Zelinka и P. Marvan (1966) принимали следующую формулировку: сапробность – термин для определенных экологических условий, для отражения комбинации факторов (кислорода, биогенов, токсичности), которые стимулируют в определенных сообществах и дают возможность определенным внутривидовым взаимодействиям. В 1967 г. H.-J. Elster показал, что первичный фактор сапробности – количество и интенсивность разлагающегося органического вещества. Сапробность = скорость разложения. H. Casper и L. Karbe (1966) определяли сапробность как интенсивность разложения мертвого органического вещества. На коллеквиуме в Праге в 1966 г. признана компромисная формулировка: это сумма всех метаболических процессов, которые сопровождаются потерей потенциальной энергии, что в комбинации с биогенными, физическими и окислительными компонентами определяет уровень сапробности вод. Уровень сапробности может определяться как метаболическими-динамическими показателями среды, так и путем анализа живых сообществ. Ступени сапробности соотносятся с кислородным режимом, скоростью разложения и факторами среды. Токсичность, радиоактивность и некоторые другие лимитирующие факторы независимы от сапробности. Эвтрофирование и загрязнение проявляются в прогрессивных стадиях, деградация и самоочищение – за счет регрессивных стадий. Сапробность охватывает сумму всех тех метаболических процессов, которые являются антитезой первичной продукции. Иначе сапробность – степень загрязнения органическими веществами и продуктами их распада. Поскольку распад органического вещества носит ступенчатый характер, то водоемы или их зоны в зависимости от степени загрязнения органическими веществами подразделяют на олигосапробные, мезосапробные и полисапробные (по Кольквицу и Марссону, 1908).
|
|
|
|
|
|
Олигосапробная зона – отсутствие сероводорода, диоксида углерода мало, количество кислорода приближается к нормальному насыщению, растворенных органических веществ практически нет. Характерно высокое видовое разнообразие водорослей, но численность и биомасса незначительны.
Мезосапробная зона – отсутствие неразложившихся белков, сероводорода и диоксида углерода немного, кислород присутствует в заметных количествах, однако в воде есть еще такие слабоокисленные азотистые соединения, как аммиак, амино – и амидокислоты. Эта зона подразделяется на a и b -мезосапробные подзоны. В b -мезосапробной подзоне встречаются аммиак, амино- амидокислоты, есть кислород. Минерализация органического вещества в основном идет за счет аэробного окисления, в частности бактериального. Следующая a -мезосапробная подзона характеризуется присутствием аммиака и продуктов его окисления – азотной и азотистой кислот. Аминокислот нет. Сероводород встречается в незначительных количествах. Кислорода много. Минерализация идет за счет полного окисления органического вещества. Видовое разнообразие водорослей значительное.
Полисапробная зона – вблизи от места сброса сточных вод, происходит расщепление белков и углеводов в аэробных условиях. Полное отсутствие свободного кислорода, наличие в воде неразложившихся белков, значительного количества сероводорода и диоксида углерода. Восстановительный характер биохимических процессов.
Определение уровней (зон) сапробности на основании метаболических процессов в экосистеме (по H. Casper , 1966):
Олигосапробная зона – все питательные вещества, поступающие в экосистему, целиком минерализуются и включаются в метаболический цикл.
Мезосапробная зона – только часть питательных веществ минерализуется в экосистеме и вовлекается в метаболический цикл. b-мезосапробный уровень, где аутосапробность превосходит аллосапробность и разложение только аэробное, a-мезосапробный уровень, где аутосапробность равняется аллосапробности и разложение достигает максимума и частично происходит в анаэробных условиях.
Полисапробная зона – питательные вещества не освобождаются при разложении и настоящая аутотрофия использует только аллохтонный запас.
Как изменяется структура биологических сообществ при изменении трофии и сапробности и как соотносятся эти два процесса, представлены на рис. 31. Оценка уровня органического загрязнения (качества вод) может проводиться с помощью химического, бактериологического и биологического методов.
Биологический анализ качества вод – оценка качества вод по растительным и животным организмам. Качество и степень органического загрязнения воды по составу гидробионтов может оцениваться двумя способами:
- по индикаторным организмам
- по результатам сравнения структуры сообщества на участках с различной степенью загрязнения и с контролем.
Списки видов-индикаторов различного уровня сапробности начали составлять еще в начале 20 века. С учетом соотношения видов-индикаторов разработаны индексы сапробности, которые позволили численно выражать степень сапробности воды. Наиболее популярным из-за простоты в расчетах и широко используемым на практике стал индекс П. Пантле и Г. Букка (1955) в модификации В. Сладечека: S = ∑s h / ∑h, где s – индикаторная значимость отдельного вида, h– численность или биомасса отдельного вида. В олигосапробной зоне S варьирует от 1 до 1.5, в b-мезосапробной – от 1.5 до 2.5, в a-мезосапробной – от 2.5. до 3.5, в полисапробной – от 3.5 до 4.0.
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 508; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!