Eutrofieringsprocess, orsaker, konsekvenser, lösningar

De eutroforering 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 minskningen av upplöst syre i vatten och påverkar därför undervattenslivet.

Löst syre minskar på grund av minskning av fotosyntesen med nedsänkta alger och växter. Detta inträffar både genom blockering av solljus på grund av ytlig växtproliferation och genom den högsta syreförbrukningsgraden för dessa populationer.

Eutroforering.

Eutrofilisering kan uppstå på grund av naturliga orsaker genom att minska dimensionerna eller flödet av en exceptionell kropp eller kropp som drar näringsbelastningar till vattenkropparna. I de flesta fall sker emellertid eutrofiering på grund av orsaker som genereras av människan (antropisk).

Problemet med eutrofisering växer över hela världen och mer än hälften av världens sjöar lider på någon nivå. På liknande sätt sprids döda områden i havet på grund av förekomsten av detta fenomen och identifierar mer än 700 av dem.

[TOC]

Processen av eutroforering

Eutrofiering börjar med vattenbidrag av ovanliga näringsmängder, särskilt kväve (N) och fosfor (P). Dessa bidrag kan komma från både naturliga och mänskliga (antropiska) källor, men i alla fall är de en produkt och orsak till en ekologisk obalans.

Gynnade organismer

Exceptionella inkomster av väsentliga näringsämnen för växttillväxt gynnar utvecklingen av invasiva akvatiska alger och växter. Det kan vara både fytoplankton och makroalgas och även spridningen av cyanobakterier.

Spridning av eutroferingsalger. Källa: Felix Andrews (Floybix) [CC BY-S (http: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/]]

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

Ljuset

Flytande akvatiska alger och växter som täcker ytan förhindrar solljus kan tränga in i de nedre vattenskikten. På grund av detta kan nedsänkta alger och växter inte utföra fotosyntes och börja dö.

Löst syre

Blockeringen av undervattensfotosyntes på grund av denna ytproliferation av växtmassa innebär också minskningen av det upplösta syre i vattnet. Dessutom är andra källor till upplöst syre begränsade, såsom utbyte med atmosfären på grund av blockaden att ytväxten utövar.

Syrebehov

Under ytan ökar aktiviteten hos decponentorganismerna, särskilt bakterier och bågar. Detta innebär en ökning av upplöst syrebehov, vilket minskas.

Ökningen av sönderdelningsaktiviteten är en följd av den största tillhandahållandet av organiskt materialprodukt från den ytliga befolkningsbristen. Det påverkar också ökningen av döden av undervattensorganismer.

Det interna bidraget från organiskt material och externt av förorenade avloppsvatten kräver mer syre för biokemisk stabilisering (syre biokemisk efterfrågan). När syre är knappt, halvutnyttjande organiskt material ackumuleras, kommer hela ekosystemet in i kris och livet försvinner.

Orsaker

Eutrofering orsakas av ett ämne av näringsämnen som är överlägsna till den vanliga jämvikten i ekosystemet. Vilket kan hända för både naturliga och konstgjorda orsaker, även om de förstnämnda är sällsynta.

- Naturliga orsaker

Till sjöss

Djupa kallt vattenströmmar kan orsaka befolkningsbristar av fytoplankton genom att dra näringsämnen från den oceaniska sängen till ytan (nödsituationer). På liknande sätt är algproliferationer eller outcrops naturfenomen orsakade av olika faktorer som är gynnsamma för fytoplanktontillväxt.

Under dessa gynnsamma förhållanden förekommer ovanliga befolkningen i dinoflagellerade och diatomer. Vissa arter av mikroalger är ofarliga och fördelaktiga, men andra är giftiga alger, som släkte dinoflagellater Alexandrium. 

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

I färskt vatten

Floderna i deras härledning längs kanalen genererar markerade slingrar eller kurvor, som ibland förblir isolerade. På detta sätt inträffar hästsko -laguner, som livnär sig av regnvatten, avrinning eller periodiska överflöd av floden.

Kan tjäna dig: de 10 viktigaste oljeegenskaperna

I dessa vattenavlagringar finns en koncentration av näringsämnen överlägsen den i floden, eftersom det inte finns något utloppsflöde. Därför inträffar naturliga eutroferingsfenomen med algerproliferation och vattenlevande vegetation.

- Antropiska orsaker

Den viktigaste orsaken till övergödning idag är förorening av vattendrag av mänskliga aktiviteter. Särskilt avlopp utan adekvat behandling och diffus förorening av jordbruk som är den viktigaste världen över.

Gödningsmedel och bekämpningsmedel

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

Eutroforering. Källa: f. Lamiot (eget arbete) [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/2.5)]]

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

Urbana avloppsvatten

Hushåll, kontor och fabriker bidrar med en stor mängd organiskt material och oorganiska ämnen som främjar eutroforering. Inhemskt avloppsvatten har en hög mängd organiskt material som om inte raffinerade når vattenkropparna.

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

Surt

Industrier avger gaser som innehåller kväveoxider bland andra föreningar. Dessa gaser när de reagerar med vattenånga producerar syror som fälls ut och når vattenkropparna.

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

Global uppvärmning

Ökningen i globala temperaturer gynnar eutrofiering, eftersom varma vatten främjar spridningen av vattenlevande alger och växter. Å andra sidan minskar mängden upplöst syre i proportion till ökningen av vattentemperaturen.

- Adjuvansfaktorer

Andra faktorer bidrar till utvecklingen av eutrofering, inklusive brist på vattenrörlighet, lågt djup, reducerat flöde och höga vattentemperaturer. Ju mindre vatten som finns i det vattenlevande eller långsammare ekosystemet är dess förnyelse, desto snabbare uppnås näringsmättnaden.

Konsekvenser

Eutrofisering är ett allvarligt problem som huvudsakligen påverkar. Över hela världen.

- Livets försvinnande i ekosystemet

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

Eutrofiering i Potomac -floden (USA). Källa: Alexandr Trumetskoy [CC BY-S (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]

I den utsträckning som dessa arter dominerar flyttar de till resten av ekosystemets arter, vilket minskar deras biologiska mångfald. När eutrofering går framåt blir förhållandena på undervattensnivån ogynnsamma för livet och organismer dör.

På detta sätt försvinner fisk, alger och växter, liksom andra vattenlevande organismer genom att inte ha syre och ljus. Den slutliga destinationen, om eutrofiering är det nästan totala försvinnandet av vattenlevande liv.

Toxiska gaser

Anaerob bakterieaktivitet producerar toxiska gaser såsom vätesulfid, vilket orsakar stor dödlighet av vattenlevande organismer.

Påverkan i hela området

Påverkan sträcker sig till markbundna ekosystem, eftersom de levande varelser som beror på vattenkroppen också förgås eller migrerar. Detta beror på både förlusten av matkälla och nedbrytning av dricksvattenkvalitet.

Det kan tjäna dig: tropisk våtskog

- Minskad livsmedelsproduktion

I eutrofiserade områden minskar livsmedelsproduktionen genom att minska fiske eftersom de första organismerna som påverkas är fisk. Dessa, i fallet med floder och hav, tvingas lämna området, medan de i sjöarna slutar försvinna.

- Förlust av dricksvattenkällor

Dricksvatten måste uppfylla kvalitetsförhållandena, inklusive upplöst syrenivå, pH och frånvaro av organiska och oorganiska föroreningar. När eutrofering inträffar minskar ekosystemets vatten sitt upplösta syreinnehåll och ackumulerar stora mängder nedbrytning av organiskt material.

Detta är i sin tur skadligt för hälsan och orsakar dåliga luktar och färgförändringar, oförenliga med dess användning som dricksvatten. Vatten pH förändras och blir surare på grund av närvaron av organiska syror.

Hälsotillstånd

Folkhälsa kan påverkas av konsumtionen av icke -poterbart vatten från eutrofiska vattendrag. Dessutom ger spridningen av vissa mikroalger toxiner till vattnet och de organismer som konsumerar det.

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

- Minskad turistaktivitet

Aquatic Ecosystems är viktiga poler för turistattraktion, generering av arbetskällor och lokal utveckling. Dessa fördelar hotas av eutrofisering, eftersom det påverkar både biologisk mångfald och landskapsvärdena i området.

- Ekonomiska förluster

Som en följd av alla ovanstående ger eutrofiering stora ekonomiska förluster när det gäller minskat fiske, turistinkomster och vattenanvändning.

Lösningar

Lösningar på eutrofieringsproblemet måste fokuseras ur perspektivet av förebyggande av fenomenet och från dess sanering.

- Förebyggande

Utgångspunkten för förebyggande av eutrofisering är medborgarnas medvetenhet om dess existens, orsaker och konsekvenser. På detta sätt kan medborgarna utföra press för nödvändiga åtgärder som ska vidtas.

Undvik vattenföroreningar

Den materiella lösningen på eutrofieringsproblemet på grund av antropiska orsaker är minskningen av vattenföroreningar. För detta är det nödvändigt att genomföra korrekt behandling av inhemskt och industriellt avlopp innan det släpps ut i vattenkropparna.

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

Ny jordbruks- och boskapsmodell

Vattenföroreningar orsakade av jordbruks- och boskapsaktiviteter är diffus, det vill säga de kan inte identifiera exakt förorenande källor. På ett sådant sätt att lösningen på problemet med bidrag från föroreningar för dessa aktiviteter är att förändra de tekniska produktionssystemen.

Jordbruk krävs som använder mindre leveranser, särskilt gödselmedel och herbicider, föreningar som ger nitriter och fosfater till vatten. Således är jordbrukssystem med stängd cirkulation av näringsämnen såsom hydroponik mindre föroreningar när det gäller bidrag till ekosystem.

Uppmärksamhet på hanteringen av organiskt avfall, insamling och behandling av avlopp i djurproduktionssystem krävs också.

- Sanering

När eutrofiseringsprocessen för en vattenmassa finns flera alternativ för att avhjälpa problemet.

Extraktion av växtmassa

Med tanke på spridningen av flytande vattenväxter som Lenna (Lennaceae), bora (Eichhornia crassipes) eller andra, det är möjligt att implementera insamlingsprogram. Detta består av att massivt ta bort växterna från ytan på vattenkroppen genom drag Maya.

Vattenrening

I svåra fall av förorening kan vatten genomgå reningsbehandlingar som återcirkulerar från vattenkroppen till behandlingsanläggningar.

Biologisk kontroll

Det finns några organismer som konsumerar de vattenlevande alger och växter som sprider sig i eutroforering. Heterotrofiska pastor magprotister har använts, det vill säga de konsumerar mikroalger för att minska populationer som sprider sig eutrofiering.

Kan tjäna dig: fröspridning

Svampen har också använts Piaropi cercospora för kontroll av Eichhornia crassipes, En flytande angiosperm som sprider sig under eutrofiska förhållanden.

Kemisk kontroll

Att orsaka flockning och utfällning av mikroalger är ett alternativ, särskilt i fall av toxiska algproliferationer. Detta uppnås genom att tillsätta produkter som natriumhypoklorit (NaOCL), leror (caolinit) eller kombinationer såsom polyaluminklorid med bentonit. Dessa produkter lockar och fäster mikroalger som bildar flockar eller massor som sedan fälls ut till bakgrunden.

Exempel på områden med eutrofering

Eutrofiering i Kaspiska havet. Källa: Jeff Schmaltz, Modis Rapid Response Team, NASA/GSFC [Public Domain]

- Marina döda områden eller områden

FN: s miljöprogram indikerar förekomsten av mer än 700 döda områden i världens hav. Dessa döda områden beror på en låg koncentration av upplöst syre på grund av eutrofisering och dess uppskattade område är större än 240.000 km².

Den döda zonen i Mexikanska golfen

Ett av de mest omfattande marina döda områdena i världen är den så kallade döda zonen i Mexikanska golfen. Detta är mer än 20.700 km² hav som lider av allvarliga eutroferingsproblem, med spridningen av makro och flytande mikroalger.

Den centrala orsaken till eutrofiseringen av detta område är det förorenade vattnet i Mississippifloden som har sin mun i viken. Mississippi korsar mycket av den nordamerikanska jordbrukszonen och är en vattensamlingsbassäng med en hög belastning av jordbruksföroreningar.

- Svarta havet

I detta inre hav som ligger mellan Europa och Asien, sedan 1970 -talet har en ökning av algerproliferationen angetts. Detta har resulterat i minskningen av populationer av grunt arter.

Enligt information från Europeiska miljöbyrån förekommer alla somrar fenomen av hypoxi och anoxiprodukt av algeraktivitet. Allt detta på grund av eutrofiering av de näringsämnen som tillhandahålls av jordbruks- och industriella aktiviteter i bassängen i detta hav.

Eutrofieringskänslighet

Att vara ett inre hav vars enda indirekta oceanisk anslutning är Bosphorus -kanalen, förnyelsen av vattnet är mycket långsam. Detta, tillsammans med de höga nivåerna av kontaminering av bassängerna som matar det, gör det särskilt mottagligt för eutroforering.

I själva verket har de genomsnittliga koncentrationerna av nitrater och fosfater ökat 18 gånger från 1960 till 1992. Föroreningarnas största bidrag kommer från floderna Donau, Dnieper och Dniéster.

- Valencia sjön

Denna sjö, även kallad Lake Tacariguas, ligger i norra centrum av Venezuela med ett område på 344 km². Bildar en endorheisk bassäng, det vill säga stängd, 3.140 km². Många av dess bifloder går genom städer i centrum av landet som Valencia och Maracay, med höga befolkningar och industriområden.

Valencia Lake Basin (Venezuela). Källa: FEV [Public Domain]

De flesta urbana och industriella avloppsvatten hälls i floder omvandlas till dräneringskanaler utan korrekt behandling. Detta har genererat att enorma mängder föroreningar, inklusive organiska och oorganiska näringsämnen har samlats i årtionden.

Sedan 1974 har kvävekoncentrationer fördubblats och de av triplikatfosfor i sjön. Beläget ovanför vad som antogs i 146% för kväve och 250% för fosfor. Allt detta har orsakat ett omfattande eutroferingsfenomen som är mycket avancerat idag.

Referenser

1. Band-schmidt, c.J., Bustillos-Guzman, J.J., López-kortéer, D.J., Núñez-Vázquez, E. och Hernández-Sandoval, f.OCH. (2011). Det nuvarande tillståndet för studien av skadligt alg blomstrande i Mexiko. Hydrobiologisk.
2. Calow, s. (Ed.) (1998). Encyclopedia of Ecology and Environmental 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 bidragit av skattefloderna i Los Tacariguas Lake Tacariguas. University of Carabobo, fakulteten för teknik, studiedirektorat för kandidater, Master in Engineering Engineering.
6. Ruiz-Vanoye, J.TILL. och Díaz-Parra, eller. (2015). Kluster av döda områden i havet. Vetenskapsmagasin.
7. Sar, E.TILL., Ferrario, m.OCH. Och reguera, b. (Eds., 2002). Skadliga algblommor i den sydamerikanska konen. Spanska institutet för oceanografi. https: // unesdoc.UNESCO.Org/ark:/48223/pf0000215417
8. World Resources Institute, Eutrofication & Hypoxia Interactive Map. (Visa den 7 februari. 2020). Taget från: https: // www.Wri.Org/vårt arbete/projekt/eutrofiering-och-hypoxi/interaktiv-map-eutroforering-hypoxi