Роль минеральных удобрений в эвтрофировании водоемов



Эвтрофирование водоёмов является одним из воздействий на окружающую природную среду. Эвтрофирование может происходить как естественным путём, так и вследствие антропогенного воздействия, его называют антропогенным эвтрофированием. В водоемы поступают стоки, содержащие много соединений азота и фосфора. Это связано со смывом в водоемы удобрений с окрестных полей. В результате и происходит антропогенная эвтрофикация таких водоемов, повышается их неполезная продуктивность, происходит усиленное развитие фитопланктона, прибрежных зарослей, водорослей, «цветение воды» и др.

Очевидным проявлением антропогенного эвтрофирования является массовое развитие микроскопических планктонных водорослей, обитающих в толще воды – фитопланктона и высшей водной растительности. Хозяйственное эвтрофирование ведёт к вторичному загрязнению воды и нарушению всех видов водопользования. Повышение уровня трофности сопровождается изменением состава фитопланктона: начинают преобладать сине-зелёные водоросли (90 – 95 % от общего их количества).

Некоторые виды водорослей придают воде очень неприятный запах и вкус и выделяют токсичные вещества. При массовом отмирании водорослей в местах их скопления интенсивно поглощается кислород и тем самым возникают заморы водных обитателей, особенно мелких и слабоорганизованных. Серьёзные нарушения вызывает зарастание высшей водной растительностью прибрежных мелководий. Зарастания затрудняют рыбный промысел и водопользование, влияет на динамику вод; снижают скорость береговых течений, гасят движение волн и нарушают водообмен.

Органические остатки на мелководьях вызывают процессы гниения и брожения: при этом в воде увеличивается концентрация свободного диоксида углерода, аммиака, восстановленных соединений железа, сероводорода, марганца и других веществ. Нарушаются окислительновосстановительные процессы и возникает дефицит кислорода. Это приводит значительному ухудшению качества питьевой воды, а иногда она становится даже токсичной, к гибели ценных рыб и растений, вода становится непригодной не только для питья, но даже для купания. Такой эвтрофированный водоем утрачивает свое хозяйственное и биогеоценотическое значение. Поэтому борьба за чистую воду – одна из важнейших задач всего комплекса проблемы по экологической стабилизации.

Загрязнение природных вод биогенными элементами за счет удобрений и почвы и их эвтрофикация возникают прежде всего в тех случаях, когда нарушается агрономическая технология применения удобрений, не выполняется комплекс агротехнических мероприятий, в целом культура земледелия находится на низком уровне.

Вещества, способствующие эвтрофикации водоемов, разнообразны по своему происхождению, составу, физиологическому и экологическому значению. Из них основные — фосфор и азот, значительно реже углерод, кремний и некоторые другие. Из двух первых биогенов большее значение имеет фосфор; реже лимитирует развитие автотрофов азот, что в значительной мере связано со способностью многих бактерий и цианобактерий к его фиксации.

Необходимо обратить внимание на общую закономерность изменения отношения азота к фосфору в водоемах суши. Для наиболее чистых олиготрофных и мезотрофных озер характерно отношение азота к фосфору 30-40 : 1, для озер с сильно гумифицированной водой это отношение может достигать 130 : 1, для эвтрофных озер оно снижается до 20-25 : 1, для гиперэвтрофных озер до 10-15 : 1, что подчеркивает определяющую роль фосфора в эвтрофировании. Отношение азота к фосфору в коммунальных сточных водах составляет 5 : 1, для сточных вод животноводческих комплексов 3 : 1. Поэтому в водоемах, находящихся под сильным воздействием коммунальных сточных вод или принимающих стоки животноводческих комплексов можно ожидать лимитирование фитопланктона азотом.

Проблема качества природных вод находится сейчас в центре внимания научных и научно-технических учреждений почти всех стран мира, так как ухудшение качества природных вод принимает угрожающие размеры.

Основная мера предупреждения эвтрофикации водоемов сводится к их охране от избыточного поступления биогенов, в частности фосфора и азота. Эта мера осуществляется многими путями. В первую очередь к ним относится повышение культуры земледелия, сопровождающееся уменьшением стока биогенов с сельскохозяйственных угодий. Очень важно не применять повышенные дозы удобрений, не дающие заметного экономического эффекта. Другой путь — перехват биогенов, выносимых с сельскохозяйственных угодий. Для малых водоемов можно сооружать кольцевую дренажную систему с последующим отводом собранных сточных вод за пределы водосбора .